DE2419561A1 - Medizinisches instrument zum messen eines fluiddruckes - Google Patents

Medizinisches instrument zum messen eines fluiddruckes

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DE2419561A1
DE2419561A1 DE2419561A DE2419561A DE2419561A1 DE 2419561 A1 DE2419561 A1 DE 2419561A1 DE 2419561 A DE2419561 A DE 2419561A DE 2419561 A DE2419561 A DE 2419561A DE 2419561 A1 DE2419561 A1 DE 2419561A1
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fluid
pressure
capillary tube
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passage
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DE2419561A
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William Miller
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/021Measuring pressure in heart or blood vessels
    • A61B5/0215Measuring pressure in heart or blood vessels by means inserted into the body

Description

  • Medizinisches Instrument zum Messen eines Fluiddruckes Die Erfindung betrifft ein medizinisches Instrument zum Messen eines Fluiddruckes. Insbesondere betrifft die Erfindung ein entweder direkt in ein Gefäss einstechbare oder an einer Gefässinfusionsleitung anordbare Einrichtung zum Messen des Fluiddruckes im Gefäss.
  • In der medizinischen Praxis sind oftmals verschiedene bedeutende klinische Situationen und pathologische Bedingungen Folge eines abnormal erhöhten zentralen und peripheren venösen Druckes. Zusätzlich zu mehr oder weniger stetig hohem venösem Druck, wie er bei manchen Fällen von Herzversagen -aufgrund von Blutstau, Pericarditis und Hohlvenenkompression oder-verstopfung beobachtet wird, liegen verschiedene akute und subakute Probleme in Zusammenhang mit dem sich ändernden Stand des zentralen und peripheren venösen Druckes vor.
  • Es wurde beispielsweise schon nachgewiesen, dass die Überwachung des zentralen venösen Druckes mittels eines Katheters in der oberen Hohlvene ausserordentlich zweckmässig zur Beurteilung der Arbeitsweise des Blutgefäss-Systems bei solchen verschiedenen klinischen Fällen ist, wie links- oder rechtsseitiges ventriculares Versagen bei EKG-Infarkt, Lungenembolie und Schockzuständen aufgrund von vielfachen#tJrsachen. Darüber hinaus ist der Stand des zentralen venösen Druckes, nachfolgend als SVP bezeichnet als auch seine Richtung und Änderungsrate häufig als Mittel verwendbar, um eine geeignete Therapie in diesen Fällen vorzunehmen.
  • Viele in Schockzuständen aufgrund von Sepsis, Erschöpfungszustand oder Herzversagen befindliche Patienten können intravenöse Fluide ohne Gefahr mit einer solchen Menge aufnehmen, dass eine unzulässige Erhöhung des SVP und des peripheren venösen Druckes nicht vorkommt. DieMessung des venösen Druckes ist somit in gleicher Weise hinsichtlich der Bestimmung des arteriellen Druckes des Blutvolumens/der Herzleistung'der klinischen Erscheinungsform und anderen Faktoren wichtig, durch die der Zustand des ernstlich kranken Patienten beurteilt werden kann.
  • Die Überwachung des SVP wird daher bei folgenden typischen Problemen bei manchen klinischen Zentren routinemässig vorgenommen: -bei schwerem -Trauma, septischem Schock, schwerem EKG-Infarkt, massiver Lungenembolie und bei postoperativen (und sogar in der Operation sich befindenden) Patienten, bei denen eine offene und geschlossene Herz- und Hauptgefässheilbehandlung vorgenommen wird. Es besteht kein Zweifel, dass die Anwendung der SVP-Überwachung weiter um sich greifen wird, insbesondere wenn verbesserte Mittel zur Druckmessung bereitgestellt werden.
  • Die intravenöse Infusion von verschiedenen Fluiden kann heute schon fast als routinemässige Behandlung bei Krankenhausaufenthalt bezeichnet werden. Da zahlreiche klinische Fälle vorkommen, bei denen die gewöhnlich mit der zentralen venösen Katheterisierung verbundenen Risikos; Unbquemlichkeiten und Schwierigkeiten nicht gerechtfertigt sind, besteht eine dringende Nachfrage nach einer rasch durchführbaren einfachen und sicheren peripheren Messung des venösen Druckes in Verbindung mit routinemässig durchgeführten intravenösen Infusionen. Obgleich der periphere venöse Druck nicht immer den SVP wiederspiegel,reicht dieser in Verbindung mit dem klinischen Zustand des Patienten während der Infusion in der Mehrzahl aller Fälle aus, um eine Herzüberladung zu vermeiden oder um umgekehrt eine raschere Fluidhandhabung zu erlauben.
  • Die gegenwärtig am häufigsten verwendete Technik zum Messen des peripheren oder zentralen venösen Druckes erfolgt mittels eines direkt ablesenden Messglases oder einem Kunststoffmanometer, das mittels eines Dreiwegeabsperrhahnes unmittelbar mit einer in die Armvene eIngesetzten Nadel oder eines Katheters verbunden ist. Der Druck wird direkt abgelesen und durch den Stand bestimmt, bis zu dem das Blut in einer normalen Salzlösung im Manometer ansteigt.
  • Normale venöse Drücke unerscheiden sich in einem relativ weiten Bereich und liegen gewöhnlich zwischen 2 bis 10 oder sogar bis 13 cm Wassersäule. Demzufolge erfordert die konventionelle Technik ein relativ langes Manometerrohr, das umständlich zu handhaben ist. Ferner müssen das Manometerrohr und die zugehörige Vorrichtung sorgfältig zusammengebaut und sauber angeordnet werder; und vor jeder Messung muss die Vorrichtung mit einer Salzlösung zur Entfernung von eingeschlossener Luft durchspült werden. Da das obere Ende des Manometers zur Aussenluft hin offen ist, kann das Fluid bakteriell verunreinigt werden. Eine solche bakterielle Verunreinigung kann gegebenenfalls auf den Patienten übertragen werden.
  • Eine weitere, mit der erwähnten Messtechnik verbundene Schwierigkeit liegt darin, dass eine sehr genaue Einstellung des Nullpunktes, entsprechend einem gegebenen Punkt am Patienten vorgenommen werden muss. Häufige Bewegungen des Patienten verstärken dieses Problem, so dass der Nullreferenzpunkt konstant durch vertikale Einstellung des Manometers nachjustiert werden muss, womit oftmals eine grössere Zeit als für die effektive Messung vergeudet wird.
  • Ein bekannter Versuch zur Schaffung-einer einfachen und kompaktenßirektablesbaren Fluiddruckmesseinrichtung hat die Form einer hypodermatischen, an einem Ende eines KapiIErrohres angeschlossenen Nadel, wobei das andere Ende des Rohres mit einem vergrösserten Ballon oder Luftreservoir in Verbindung steht. Wird die Nadel in eine Vene eingestochen, so liegt ein derartiges Verhältnis von Volumen des Ballons zum Volumen des Rohres vor, dass das in das Rohr eintretende Fluid darin bis zu einer Stelle fliesst, bei der ein Gleichgewicht zwischen dem Fluiddruckufld dem inneren Luftdruck des Rohres und des zugehörigen Ballons vorliegt. Die Grenzfläche zwischen dem Fluid und der Luft ist längs des Kapillarrohres feststellbar, wobei eine nahe dem Rohr aufgedruckte Skala eine Druckablesung ermöglicht.
  • Eine mit einem solchen bekannten Instrument verbundene Schwierigkeit liegt darin, dass der Druck der im Rohr und im zugehörigen Ballon komprimierten Luft- eine Funktion der Temperatur ist. Da das Instrument so ausgelegt ist, dass es von Hand gehalten werden kann, ändert sich das Temperaturniveau. Aus diesem Grund kann die Ablesung ausserordentlich niedrig und ungenau aufgrund der Erwärmung und nachfolgenden Expansion der im Rohr und im zugehörigen Ballon eingeschlossenen Luft sein. Die Expansion kann ferner eine gefährliche Situation dadurch schaffen, dass sie daigesamte Blut zurück in den Patienten drängt, so dass hierdurch eingeschlossene Luftblasen in das Gefäss-System des Patienten gelangen, was zu den bekannten ernstlichen Folgen führt.
  • Ferner ist diese bekannte Vorrichtung ungenau aufgrund des Umstandes, dass sie nicht kalibriert ist, d.h. dass das Volumen der im Kapillarrohr und im Ballon bzw. der Kammer eingeschlossenen Luft nicht konstant ist. Das Volumen ändert sich vielmehr mit der Länge der Nadel oder des Kathetometers,mittels denen das Instrument mit der Vene oder einer anderen Gefässpassage verbunden ist. Bei einem inwertig verbleibenden zentralen venösen Kathetometer ist die Länge des Volumens und der Rohrleitung im Vergleich zu einer kurzen hypodermatischen Nadel sehr gross, so dass sich die Druckmess#ung entsprechend ändert. Ein weiteres mit der bekannten Vorrichtung verbundenes Problem besteht darin, dass eine Armpresse vorübergehend um den Arm des Patienten gelegt wird, um eine Vene vor Einsetzen der hypodermatischen Lage herauszuheben und den Druck in der Vene vorübergehend zu erhöhen. Das Instrument erfasst zu anfangs diesen erhöhten Druck, wobei der erhöhte Druck dazu führen kann, dass das Blut in den Luftballon eintritt. Selbst wenn man den Druck vor Ablesung absinken lässt, verdrängt das im Ballon verbleibende Blut eine gewisse Menge Luft, so dass die normale Kalibrierung des Instrumentes zerstört wird.
  • Desweiteren ist eine Vorrichtung bekannt, die mit einem Kapillarrohr und einer dazu gehörigen geschlossenen Kammer, sowie mit einem Dreiwegeventil am Eingang des Kapillarrohres arbeitet. Das Ventil verbindet selektiv das Rohr mit einer Fluidquelle, dessen Druck gemessen werden soll; bzw. mit einer Entlüftungsöffnung zum Ausgleich des Druckes zwischen dem Rohr und der Atmosphäre, wobei diese Entlüftungsöffnung ebenfalls zur Abnahme von Fluidproben aus dem Kapillarrohr verwendet werden kann. Das Dreiwegeventil schafft ferner eine Verbindung zwischen der Fluid-quelle und der Entlüftungsöffnung, während der Eingang zum Kapillarrohr versperrt wird, so dass direkt Fluidproben erhalten werden können. Die Einrichtung enthält weiter verschiedene Rippen, durch die der Wärmeübergang zwischen der Umgebung und der durch das Kapillarrohr und den Ballon eingeschlossenen Luft erhöht wird. Betrieben wird diese Vorrichtung dadurch, dass man zunächst eine hohe Nadel in die Fluidpassage des Patienten einsticht und so die Passage mit dem Dreiwegeventil verbindet. Das Ventil wird dann so eingestellt, dass es den Eingang zum Kapillarrohr blockiert und eine Fluidströmung vom Patienten über das Ventil erlaubt. Danach wird das Ventil so eingestellt, dass das Kapillarrohr und das zugehörige Luftreservoir sich zur Atmosphäre hin öffnen, während die Fluidströmung weiter blockiert ist.
  • Die Fluidpassage und das Kapillarrohr werden dann durch das Ventil miteinander verbunden und eine Druckablesung kann am Gleichgewichtspunkt zwischen dem Fluid und der komprimierten Luft erfolgen. Dieser Punkt liegt längs des Kapillarrohres und kann mittels einer nahe des Kapillarrohres angeordneten Skala ermittelt werden.
  • Eine alternative Ausführungsform der zuvor beschriebenen Ventileinrichtung arbeitet mit einer hypodermatischen Spritze, die mit einem Kanal des Dreiwegeventiles verbunden ist und die Entlüftungsöffnung ersetzt. Eine Entlüftungsöffnung ist am Ballon vorgesehen. Bei dieser Ausführungsform werden das vom Patient kommende Fluid und die Spritze zunächst mittels des Dreiwegeventiles miteinander verbunden, wobei in der Spritze eine Fluidquelle vor#liegt. Das Dreiwegeventil wird dann so eingestellt, dass eine Verbindung der Spritze mit dem Kapillarrohr vorliegt, wobei das Fluid von der Spritze zum Rohr bis zu einer Nullstellung an der benachbarten Skala gepumpt wird und zu dieser Zeit die Entlüftungsöffnung offen ist. Danach wird die Entlüftungsöffnung geschlossen und das Dreiwegeventil zur Verbindung der Fluidquelle mit dem Rohr verdreht, wodurch eine Messung erfolgen kann. Obschon diese Art der medizinischen Druckmessung eine Verbesserung darstellt, sind dennoch damit verschiedene Nachteile verbunden. So erfolgt die Entlüftung der Luftkammer stets unter Absperrung des Fluidstromes von der Fluidpassage. Bei nachfolgendem Freigeben des Fluids zum Zwecke seiner Druckmessung kann ein Druckstoss eintreten; die Folge hiervon ist eine ungenaue Ablesung. Bei einer Ausführungsform erfolgt die Einstellung des Nullpunktes ungenau, da dieser innerhalb des Baubereifnes hesdes Dreiwegeventiles liegt. Bei einer anderen Ausführungsform ist der Nullpunkt mittels der Spritzenpumpenkombination genauer einstellbar; dennoch verbleibt die Möglichkeit des Entstehens eines anfänglichen Druckstosses, wenn das Dreiwegeventil vorübergehend zum Absperren der Verbindung mit der Fluidpassage verwendet wird.
  • Die Einrichtung ist weiter schwierig zu handhaben und erfordert in allen Fällen eine Drehung und präzise Einstellung eines Drehventils, das relativ nahe am Körper des Patienten angeordnet ist. Bei einer Ausführungsform muss ein Bandventil separat betätigt werden, das zu Leckverlusten neigt und dessen Handhabung zu einer Bewegung der Vorrichtung und damit zu Schmerzen für den Patienten führen kann.
  • Weder sind die zuvor genannten bekannten Vorrichtung für eine kontinuierliche Überwachung des venösen noch für andere Drücke durch intermittierend vorgenommene leicht durchführbare Messungen geeignet. Jede Vorrichtung erfordert das Einführen einer hypodermatischen Nadel in den Arm des Patienten bei jeder Messung oder das Verbleiben der mit dem Patienten verbundenen Vorrichtung zwischen den Messungen. Falls weiter der Anwender des Instrumentes dieses an den längs des Luftballons angeordnetenRippen erfasst, liegt eine hervorragende Wärmeübertragung zwischen der Hand des Anwenders und des Luftballons vor, was in weniger als einer Minute zu einem bemerkenswerten Anstieg in der Temperatur des Luftballons führt.
  • Ziel der Erfindung ist es daher ein medizinisches Instrument der eingangs erwähnten Gattung zu schaffen, mit dem Fluiddrücke einschliesslich peripherer oder zentraler venöser Drücke, Rückenmarksfluiddrücke und arterielle Drücke gemessen werden können, ohne dass die mit bekannten Vorrichtungen verbundenen Nachteile vorliegen. Insbesondere soll sich das medizinische Instrument durch eine genaue Druckmessung arszeichnen Ferner soll ein solches medizinisches Instrument zum Messen von venösen Drücken geschaffen werden, das in Verbindung mit intravenösen Infusionsvorrichtungen verwendet werden kann. Das medizinische Instrument soll sich weiter dadurch auszeichnen, dass es einen Wärmeübergang zwischen dem Anwender und dem Instrument entgegenwirkt und damit die durch den Wärmeübergang bedingten Messfehler vermeidet.
  • Erfindungsgemäss wird dies gelöst durch Vorsehen eines Gehäuses mit einer darin ausgebildeten Durchgangspassage, deren eines Ende mit Mitteln zum Anschluss an die Fluidquelle und deren anderes Ende mit Mitteln zum Anschluss an einen Patienten zur Schaffung eines Zuführweges für das Infusionssystem versehen sind, einer geschlossenen Luftkammer, eines Kapillarrohres, das an einem Ende mit der Luftkammer zur Bildung einer Druckmesseinrichtung in Verbindung steht, einer Ventilkammer, die eine sich zwischen der Durchgangspassage und dem anderen Ende des Kapillarrohres erstreckende Leitung bildet, einer mit der VentiSkammer verbundene, zur Atmosphäre hin sich öffnende Entlüftungsöffnung, und eines innerhalb der Ventilkammer von einer ersten zu einer zweiten und zu einer dritten Stellung bewegbaren Ventils, wobei in der ersten Stellung eine Strömung zwischen der Durchgangspassage und der Ventilkammer bei normaler Infusion, in der zweiten Stelleung eine Strömung zwischen der Fluidquelle und der Durchgangspassage zum Unterbrechen der Infusion unizur Zuleitung eines Rückstromes an Druckfluid vom Patienten in die Ventilkammer bei geöffneter Entlüftungsöffnung und in der dritten Stellung eine Strömung zwischen der Fluidquelle und der Durchgangspassage zum Unterbrechen der Infusion und zur Zuleitung eines Ruckstromes an Druckmedium vom Patienten in die Ventilkammer bei geschlossener Entlüftungsöffnung unterbunden sind, so dass das Druckfluid in das Kapillarrohr zur Messung mit der Messeinrichtung eindringen kann.
  • Bei einer von zwei alternativen Einrichtungen werden die Ziele der Erfindung ebenfalls erreicht. Die erste Einrichtung umfasst ein Kapillarrohr, das einer Luftkammer zugeordnet ist und mit dieser in Verbindung steht. Eine hypodermatische Nadel, Katheter, ein Anschluss-Stück oder eine andere geeignete Rohr leitung kann an das andere Ende des Rapillarrohres zur Einführung von Fluid verbunden werden.
  • An der Nullstelle der längs des Kapillarrohres angeordnet ten Skala ist eine selektiv schliessbare Entlüftungsöffnung vorgesehen. Das in das Kapillarrohr unter Druck zum Patienten einströmende Fluid oder Blut fliesst zur Entlüftungsöffnung und in diese hinein, ohne weiter im Kapillarrohr aufzusteigen# Die Luftkammer und das Kapillarrohr werden gleichzeitig durch die Entlüftungsöffnung entlüftet.
  • Bei geschlossener Entlüftungsöffnung strömt das Fluid oder Blut weiter unter Verdrängung von Luft im Kapillarrohr aufwärts bis zu einer Stelle, bei der ein Gleichgewicht zwischen dem Luftdruck der komprimierten Luft im Rohr und der zugehörigen Rammer vorliegt, wobei ein im wesentlichen konstantes Temperaturniveau beibehalten wird. Die Grenzfläche zwischen dem Fluid und der Luft ist an einer Skala ablesbar, wodurch eine Alphamessung erfolgt, die einen sehr genauen Index für den Fluiddruck darstellt.
  • Die alternative #usführungsform umfasst ferner ein Kapillarrohr und eine zugehörige vergrösserte Luftkammer im Gehäuse.
  • Das Gehäuse enthält eine Durchgangspassage, die in der Zuführleitung für die Fluidinfusionsvorrichtung eingebaut sein kann. Eine Abzweigung der Passage steht mit dem Mündungsende des Kapillarrohres in Verbindung und erstreckt sich weiter zu einer Entlüftungsöftnung. Ein Schieberventil ermöglicht selektiv eine Strömung durch die Durchgangspassage zum Zwecke einer intravenösen Infusion des Fluids,kann die Fluidinfusion unterbinden und ermöglicht eine Rückströinung des Fluids längs des Mundungsendes des Kapillarrohres und durch die Entlüftu--ngsöffnung, wodurch gleichzeitig das Rohr, die zugehörige Luftkammer und das Fluid entlüftet werden und die Entlüftungsöffnung absperrt, so dass das Fluid längs des Kapillarrohres bis zu einer Stelle an aufsteigt, wo ein Gleichgewicht zwischen dem Luftdruck der komprimierten Luft im Kapillarrohr und in der zugehörigen Kammer herrscht.
  • Die Einrichtung wird mittels des Schieberventils und des Gehäuses gehalten, wobei keine oder eine nur geringe Wärmeübertragung zwischen dem Anwender und der Luftkammer vorliegt. Dadurch wird die Möglichkeit einer ungenauen Ablesung aufgrund sich ändernder Temperaturverhältnisse in der komprimierten Luft vermieden. Das gleichzeitige Entlüften des Kapillarrohres und der zugehörigen Luftkammer und des Fluids unmittelbar vor der Druckmessung vermindert die Fehlermöglichkeit aufgrund eines anfänglichen Druckstosses an im Kapillarrohr aufsteigendem Fluid.
  • Beide Ausführungsformen sind einfach zu verwenden und erfordern zum Betrieb nur eine Hand. Sie schaffen weiter eine sehr genaue Druckmessung. Die Ausführungsform, bei der eine Durchgangspassage für die intravenöse Infusion vorliegt, ermöglicht eine häufige Druckmessung und kann ständig angeschlossen und messbereit vorliegen.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines medizinischen Instrumentes nach der Erfindung zum Messen eines Fluiddruckes, Fig. 2 eine Querschnittsansicht des medizinischen Instrumentes nach Fig. 1, mit einem eine erste, eine intravenöse Infusion erlaubende Stellung einnehmenden Schieberventil, Fig. 3 eine Querschnittsansicht, ähnlich der nach Fig. 2, wobei das Ventil eine zweite Stellung einnimmt, bei der gleichzeitig das Kapillarrohr, die zugehörige Kammer und das hinsichtlich seines Druckes zu bestimmende Fluid entlüftet sind, Fig. 4 eine partielle Querschnittsansicht ähnlich der nach Fig. 3, bei der sich das Ventil in einer dritten Stellung befindet, wo die Entlüftungsöffnung geschlossen ist und eine Druckmessung vorgenommen werden kann, Fig. 5 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemässen medizinischen Instruments zum Messen des Fluiddruckes, Fig. 6 eine Querschnittsansicht des medizinischen Instrumentes nach Fig. 5 In sämtlichen Figuren werden gleiche Elemente durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet.
  • In Fig. 1 ist ein medizinisches Instrument zum erfindungsgemässen Messen eines Fluiddruckes mit 10 bezeichnet. Das Instrument ist zwischengeordnet an einer Vorrichtung zum Zuführen einer intravenösen Fluidinfusion. Diese Vorrichtung umfasst im wesentlichen eine das Fluid enthaltende Flasche 12, einen ersten,sich zwischen der Flasche und der fluiddruckmessenden Einrichtung 10 erstreckenden Leitungsabschnitt 14,und einen zweiten an die fluiddruckmessende Einrichtung angeschlossenen Leitungsabschnitt 16 mit einer hypodermatischen Nadel 18, die in eine Armvene des Patienten eingefügt ist.
  • Nach Fig. 2 umfasst das fluiddruckmessende Instrument ein Gehäuse 20 mit einem Rohr 22 von kapillarmässiger Abmessung, das mit einer grösseren Luftkammer 24 in Verbindung steht. Für venöse Druckmessungen beträgt das Verhältnis von Luftkammer-zu Kapillarrohrvolumen vorzugsweise 50:1 bis 150:1. Das Mündungsende des Kapillarrohres 22 öffnet sich in eine Ventilkammerpassage 26. Ein Zapfen-oder Ansatzbereich 40 des Gehäuses 11 ragt nach oben vor, wodurch die Ventilkammer 26 bezüglich des Gehäuses verlängert wird und weist ein oberes Ende auf, das vom Hauptteil des Gehäuses entfernt ist. Die Ventilkammer 26 steht ferner bei 29 mit einer Passage 28, und bei 31 mit einer Passage 30 in Verbindung, wobei die Enden dieser Passagen den Ein- und Auslass der Einrichtung 10 bilden. Die Ventilkammer 26 ist ferner mit einer Entlüftungsöffnung 32 versehen, wobei ein nicht dargestellter Bakterienfilter 33, wie er beispielsweise von der Millipore Corporation Bedford, Massachusetts, vertrieben wird, vorzugsweise in der Entlüftungsöffnung angeordnet ist.
  • Die Ventilkammer 26 nimmt axial ausgerichtet ein Kolbenventil 34 mit einem Ventilstössel~35 auf, an dem zwei Dichtungsringe 36 und 38 in Abstand voneinander befestigt sind. Der Ventilstössel 34 ist kleiner als die Ventilkammer 26, wobei sein Durchmesser etwa dem halben Durchmesser der Ventilkammer entspricht, und die beiden Dichtungsringe 36 und 38 dichten die Ventilkammer 26 vollständig ab und sind gleitfähig am Ventilstössel 35 angeordnet.
  • Vom Gehäuse zapfen 40 erstrecken sich zwei Nasen 42 radial nach aussen. Das Bedienungspersonal ergreift das Instrument vorzugsweise dadurch, dass zwei Finger unter die Nasen 42 gelegt werden, wonach das Kolbenventil 34 bequem dadurch betätigt werden kann, indem man eine am Ende des Ventilstössels angeordnete Scheibe 44 nach unten drückt. Der Ventilstössel 34 und die zugehörigen Dichtungsringe 36 und 38 kehren automatisch in ihre in Fig. 2 gezeigte Lage mittels einer Schraubenfeder 46 zurück, die koaxial zum Ventilstössel 35 zwischen der Scheibe 44 und dem Gehäusezapfen 40 angeordnet ist. Die Feder 46 wird vorzugsweise durch zwei konzentrische, teleskopartig ineinandergeschobene zylindrische Hülsen 48 und 50 abgedeckt, wobei diese Hülse ebenfalls koaxial zum Ventilstössel 35 und zur Schraubenfeder 46 liegen.
  • Die die Enden der Passagen 28 und 30 bildenden Teile des Gehäuses 20 ragen nach aussen vor, so dass sie teleskopartig die Leitungen 14 und 16 aufnehmen können. Die Leitung 14 verbindet einen Fluidvorrat 12 mit der Passage 30, während die Leitung 16 die Passage 28 mit der hypodermatischen Nadel 18, gemäss Fig. 2, verbindet.
  • In der in Fig. 2 gezeigten entspannten Ventilstellung liegt eine Durchgangspassage vor, so dass eine Fluidströmung über die fluiddruckmessende Einrichtung 10 möglich ist. Die Durchgangspassage ist aus der Passage 30, dem unteren Teil der Ventilkammer 26 und der Passage 28 gebildet. Die fluiddruckmessende Einrichtung kann somit an einer intravenösen Infusionsvorrichtung gemäss Fig. 1 angeordnet werden und führt zu einer normalen Fluidströmung zum Patienten. Das Kapillarrohr 22 und die zugehörige Luftkammer 23 sind über die Entlüftungsöffnung 32 während der normalen Fluidströmung mit der Atmosphäre verbunden.
  • Soll eine Fluiddruckmessung vorgenommen werden, so erfasst der Anwender der Vorrichtung diese mittels der Nasen 42 und positioniert die Einrichtung in Höhe des Patienten, wodurch Messfehler aufgrund eines Druckgefälles in der Leitung 16 vermieden werden. Da der Anwender der Einrichtung 10 diese mittels der Nasen 42 und des Kolbenventiles 34 handhabt, die beide entfernt von der Luftkammer 24 liegen, besteht kaum eine Wärmeübertragung vom ~I\n.wender auf die Einrichtung, insbesondere während der kurzen erforderlichen Zeit zur Durchführung einer Druckmessung.
  • Der Anwender drückt nachfolgend teilweise das Kolbenventil 34 in die in Fig. 3 gezeigte Stellung. Der untere Dichtungsring 36 wird dadurch nach unten bewegt, so dass die Passage 30 gegenüber der Passage 28 isoliert wird und eine rückwärtsgerichtete Druckmediumströmung vom Patienten den Teil der Ventilkammer 26 zwischen den beiden Dichtungsringen füllt. Dieser Teil der Ventilkammer steht mit dem Kapillarrohr 22 und ebenfalls mit der Entlüftungsöffnung 32 in Verbindung. Das die Ventilkammer 26 zwischen den beiden Dichtungsringen füllende Fluid entweicht durch die Entlüftungsöffnung und strömt nicht in das Kapillarrohr. Irgendeiner Expansion von Luft im Kapillarrohr und in der Luftkammer wird ebenfalls ohne weiteres in der Ventilkammer 26 Rechnung getragen, wobei das Kapillarrohr und die Luftkammer gleichzeitig wie das vom Patienten über die Passage 28 strömende Fluid zur Atmosphäre hin auf diese Weise entlüftet werden.
  • Hat das Fluid die zuvor beschriebene und in Fig. 3 gezeigte Lage erreicht, beginnt die Druckmessung durch vollständiges Niederdrücken des Kolbenventils 35 in die in Fig. 4 gezeigte Stellung. Hierbei sperrt der obere Dichtungsring 38 die Entlüftungsöffnung 32 ab, während der untere Dichtungsring 36 weiterhin die Passage 30 blockiert. Der venöse Druck des Patienten führt dazu, dass das Fluid nach oben in das Kapillarrohr 22 steigt und dabei die im Kapillarrohr und in der zugehörigen Luftkammer 24 enthaltene Luft komprimiert. Wenn zwischen dem Fluid und der komprimierten Luft ein Gleichgewichtszustand erreicht ist, kann der Fluiddruck anhand der Lage der Grenzfläche Fluid/Luft relativ zu einer Skala 50, die nahe dem Kapillarrohr 22 angeordnet ist, abgelesen werden.
  • Schwierig erweist es sich, die Lage der Fluid/Luftgrenzfläche zu bestimmen, falls ein transparentes Fluid verwendet wird. Diese Schwierigkeit kann dadurch umgangen werden, dass man eine feine rote Linie unmittelbar hinter dem Kapillarrohr anbringt. Befindet sich kein Fluid im Kapillarrohr, so wirkt die Luft in diesem wie eine zylindrische Luftlinse, so dass die rote Linie nicht sichtbar wird.
  • Sobald Fluid in das Kapillarrohr eintritt, bilden Fluid und Kapillarrohr zusammen ein transparentes Medium, wodurch die rote Linie hinter dem Fluid bis zur Fluid/Luftgrenzfläche sichtbar wird.
  • Im Anschluss an die Messung und Ablesung des Fluiddruckes wird das Kolbenventil 34 losgelassen, so dass es aufgrund der Feder 46 in seine in Fig. 2 gezeigte Stellung zurückkehrt. In dieser Stellung beginnt die normale intravenöse Infusion wieder, wobei die Einrichtung sofort für eine nachfolgende Druckmessung wieder bereitsteht. Jeder Ablesevorgang erfordert nur eine kurze Unterbrechung in der intravenösen Fluidinfusion und erlaubt daher eine regelmässige Überwachung des venösen Druckes In Fällen, wo der klinische Zustand des Patienten derartig ist, dass die Nachteile eines SVP-Katheters gerechtfertigt erscheinen, kann die zuvor beschriebene Vorrichtung in situ verbleiben, während die distale konventionelle, an Ort und Stelle verbleibende Nadel durch ein zentrales venöses Katheter ersetzt wird. Die Einrichtung 10 wird dann mit dem zentralen venösen Katheter mittels einer Leitung verbunden, die mit der Passage 28 kommuniziert, wobei der zentrale venöse Druck nunmehr in der zuvor beschriebenen Weise überwacht werden kann.
  • Die beschriebene Einrichtung 10 lässt sich in erster Linie aus preiswertem Kunststoff herstellen und ist so billig, dass sie nach Gebrauch bei einem Patienten weggeworfen werden kann.
  • In Fig. 5 ist eine wetere fluiddruckmessende Einrichtung 60 als zweite Ausführungsform der Erfindung dargestellt.
  • Die fluiddruckmessende Einrichtung 60 umfasst ein zylindrisches Gehäuse 62 mit einem darin ausgebildeten Kapillarrohr 64, das mit einer im Gehäuse ausgebildeten Luftkammer 66 in Verbindung steht, Ein vorragender zylindrischer Teil 68 des Gehäuses erstreckt sich nach aussen und kann teleskopartig eine hypodermatische Nadel 70 aufnehmen. Dadurch wird eine Fluidpassage von der Spitze der Nadel zum Kapillarrohr geschaffen. Auch kann eine zur hypodermatischen Nadel führende Leitung von dem vorragenden Teil 68 aufgenommen werden. Eine Passage 72 mündet in das Kapillarrohr, um eine Entlüftungsöffnung zu bilden, deren Wirkungsweise nachfolgend beschrieben wird. Eine Skala 74 ist nahe dem Kapillarrohr 64 am Gehäuse aufgedruckt, wobei das O-Ende der Skala zur Mündungsstelle der Entlüftungsöffnung 72 mit dem Kapillarrohr ausgerichtet ist.
  • Bei venösen Druckmessungen beträgt das Verhältnis von Luftkammer-zu Kapillarrohrvolumen vorzugsweise 50:1 bis 150:1.
  • Die Messung des venösen Drucks erfolgt, indem man zunächst eine Aderpresse anbringt, um eine Vene des Patienten hervorzuheben oder aufzuweiten. Die hypodermatische Nadel 70 wird dann in die Vene eingesetzt.Die Anordnung der Aderpresse ist erforderlich, um einen Veneneinstich zu erzielen.
  • Die Aderpresse erhöht andererseits jedoch vorübergehend den Venendruck beträchtlich, was zu einem Fluidstoss längs der hypodermatischen Nadel in den Teil des Kapillarrohres unterhalb der Entlüftungsöffnung 72 führt.
  • Würde dieser Fluidstoss nicht entlüftet, so ergäbe sich eine sehr ungenaue Druckablesung. Das einlaufende Blut könnte das gesamte Kapillarrohr füllen und auch in die Luftkammer eindringen, so dass selbst nach erfolgter Druckabsenkung die Ablesung weiterhin schwierig ist, da das Blut normalerweise nicht aus der Luftkammer in das relativ enge Kapillarrohr zurückströmt. Irgendwelches in der Luftkammer verbleibende Blut verändert jedoch das festgesetzte Volumen der Kammer.
  • Mittels der Entlüftungsöffnung 72 wird der anfängliche Druckstoss jedoch abgelassen, so dass die zuvor genannte Schwierigkeit vermieden wird. Die Entlüftungsöffnung verbleibt so lange offen, bis die Aderpresse entfernt worden ist und der venöse Druck sich auf seine normale Höhe abgesenkt hat. Es sei darauf hingewiesen, dass während der Ableitung des übermässig hohen venösen Drucks die Luftkammer und das Kapillarrohr gleichzeitig zur Atmosphäre hin entlüftet werden. Wegen des gleichzeitigen Entlüftens von Blut, der Kammer und des Kapillarrohres ist es nicht notwendig, Mittel vorzusehen, um thermischdie Einrichtung gegenüber einer Wärmeübertragung vom Anwender zu isolieren, da die Expansion der Luft unmittelbar vor dem Ablesen abgeleitet wird.
  • Sobald der venöse Druck im Anschluss an die Entfernung der Aderpresse abgesunken ist, beginnt die Druckmessung, indem die Entlüftungsöffnung durch irgendeine passende Einrichtung, wie beispielsweise mittels des in Fig. 2 gezeigten Fingers des Anwenders blockiert wird. Das venöse unter Druck befindliche Blut komprimiert dann die Luft im Kapillarrohr und in der zugehörigen Luftkarrüner, bis ein Gleichgewichtszustand erreicht wird. Zu diesem Zeitpunkt kann der Anwender den Druck ablesen, indem er die Lage der Grenzfläche Fluid/Luft relativ zur Skala 24 bestimmt. Obgleich die Temperatur der in der Kammer und dem Kapillarrohr eingeschlossenen Luft aufgrund der Wärmeübertragung vom Anwender auf die Einrichtung ansteigen kann, erfolgt die Druckmessung in einer sehr kurzen Zeit, innerhalb der eine Druckänderung aufgrund thermischer Effekte so gering ist, dass sie vernachlässigt werden kann.
  • Nach erfolgter Druckmessung wird die Einrichtung vom Patienten entfernt und abgelegt. Diese zweite erfindungsgemässe Ausführungsform kann ebenso wie die vorausgehende aus Kunststoff preisgünstig hergestellt werden und zeichnet sich durch eine besonders unkomplizierte Bauweise aus, da keine Ventile oder dergleichen vorliegen. Sie erlaubt dennoch eine genaue und schnelle venöse Druckmessung.
  • Das Grundprinzip, auf dem das hier beschriebene medizinische Instrument zur Messung eines Fluiddruckes beruht, ist dasBoyle'sche Gesetz, wonach für eine bestimmte Gas menge bei einer konstanten Temperatur das Produkt aus Druck und Volumen eine Konstante darstellt. Das Gesetz wird gewöhnlich in Form von PV=nRT ausgedrückt, worin P=Gasdruck, V=Gasvolumen, n=Molanzahldes Gases, R=Gaskonstante und T= Temperatur des Gases bedeuten. Gewöhnliche Luft bei Atmosphärendruck und-temperatur verhält sich wie ein ideales Gas und folgt daher eng dem Boyle'schen Gesetz.
  • Bei den beschriebenen Vorrichtungen enthalten das Kapillarrohr und die Luftkammer ein genau bekanntes Luftvolumen bei Umgebungstemperatur und atmosphärischem Druck. Dieses Luftvolumen wird dem venösen Druck ausgesetzt und dadurch komprimiert.
  • Falls die Symbole PO und VO den Atmosphärendruck bzw. das Volumen des Kapillarrohres und der zugehörigen Luftkammer in den zuvor genannten, dem venösen Druck ausgesetzten Einrichtungen, darstellen und falls die entsprechenden Werte nach Anlegen des venösen Druckes sich gemäss POf tP und Vs av ändern, dann ergibt sich unter der Annahme einer führt werden.
  • Venöse Drücke liegen gewöhnlich etwa 10 cm Wassersäule oberhalb des Atmosphärendruckes. Da der Atmosphärendruck selbst etwa 1000 cm Wassersäule (d.h. etwa 76 cm Hg-Säule) beträgt, lIegt der venöse Druck etwa 1 % oberhalb des Atmosphärendrucks. Somit nimmt bei typischen, in der Praxis vorkommenden venösen Drucken z P einen sehr geringen Bruchteil von PO an und gleiches gilt für V relativ zu VO, so dass der Ausdruck-4P . AV in der obigen Gleichung vernach- Der venöse Druck ist direkt proportional zur Abnahme des Volumens an im Kapillarrohr und in der zugehörigen Kammer -eingeschlossener Luft bei beiden zuvor genannten Einrichtungen. Das ursprüngliche, vom Kapillarrohr und von der Luftkammer eingeschlossene Luftvolumen hat seine Grenze am unteren Ende des Kapillarrohres 22 bei der Einrichtung 10, bzw. an der Entlüftungsöffnung 72 bei der Einrichtung 60 und die Bewegung des Fluids längs des Kapillarrohres ist direkt proportional zum Anstieg des Fluiddruckes' der diese Bewegung inbeiden Einrichtungen hervorruft.
  • Eine Kammer, die in einem kalibrierten Kapillarrohr endet, wie es hier für die Fluiddruckmessung verwendet wird, ist fast identisch in der Form zu einem Pycnometer, bei dem es sich um Einrichtungen mit festem Volumen handelt, wie sie gewöhnlich zur Dichtemessung von Fluiden benutzt werden. Die zuvor genannten Gleichungen sind bezüglich der Druckmessung bekannt, wobei die beschriebenen medizinischen Instrumente zur Messung des Fluiddruckes spezielle Anpassungen an Pycnometer darstellen.
  • Obschon die Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung sich in erster Linie auf solche Einrichtungen bezieht, die insbesondere für Zwecke der venösen Druckmessung ausgelegt sind, versteht es sich, dass der Fachmann diese Einrichtungen ohne weiteres so modifizieren kann, dass sie auch für andere klinische Druckmessungen geeignet sind; dabei kann es sich beispielsweise um Fluiddrücke des Rückenmarks, arterielle Drücke und verschiedene andere Flussmessungen am Leitungssystem des Körpers oder an Organen handeln.
  • Da weiter gewisse Modifikationen der zuvor beschriebenen Anordnungen vorgenommen wurden können, ohne vom Wesen der Erfindung abzuweichen, versteht es sich, dass die Beschreibung und Zeichnung nur illustrativen Zwecken dient und nicht den Schutzbereich der Erfindung einschränkt.

Claims (4)

  1. Patentansprüche
    7 1. 1 Medizinisches Instrument zur Messung eines Fluiddruckes und zur Verwendung bei einem Gefässinfusionssystem mit einer Fluidquelle, wobei wahlweise eine normale Gefässinfusion oder eine Messung des Gefässfluiddruckes durchführbar ist, g e k e n n z e i c h -n e t durch ein Gehäuse mit einer darin ausgebildeten Durchgangspassage, deren eines Ende mit Mitteln zum Anschluss an die Fluidquelle und deren anderes Ende mit Mitteln zum Anschluss an einen Patienten zur Schaffung eines Zuführweges für das Infusionssystem versehen ist; eine geschlossene Luftkammer ; ein Kapillarrohr , das an einem Ende mit der Luftkammer zur Bildung einer Druckmesseinrichtung in Verbindung steht; eine Ventilkammer , die eine sich zwischen der Durchgangspassage und dem anderen Ende des Kapillarrohres erstreckende Leitung bildet, eine mit der Ventilkammer verbundene, zur Atmosphäre hin sich öffnende Entlüftungsöffnung ~ und ein innerhalb der Ventilkammer von einer ersten zu einer zweiten und zu einer dritten Stellung bewegbares Ventil , wobei in der ersten Stellung eine Strömung zwischen der Durchgangspassage und der Ventilkammer bei normaler Infusion, in der zweiten Stellung eines Strömung zwischen der Fluidquelle und der Durchgangspassage zum Unterbrechen der Infusion und zur Zuleitung eines Rückstromes an Druckfluid vom Patienten in die Ventilkammer bei geöffneter Entlüftungsöffnung, und in der dritten Stellung eine Strömung zwischen der Fluidquelle und der Durchgangspassage zum Unterbrechen der Infusion und zur Zuleitung eines Rückstromes an Druckfluid vom Patienten in die Ventilkammer bei geschlossener Entlüftungsöffnung unterbunden sind, so dass das Druckfluid in das Kapillarrohr zur Messung eindringen kann.
  2. 2. Medizinisches Instrument nach Anspruch 1, g e k e n n -z e i c h n e t durch eine am Gehäuse , nahe dem Kapillarrohr angeordnete Skala mit einem Nullpunkt, der mit dem offenen Ende des Kapillarrohres übereinstimmt.
  3. 3. Medizinisches Instrument nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass eine Einrichtung vorgesehen ist, um automatisch das Ventil von der dritten Stellung in die erste Stellung zurückzuführen.
  4. 4. Medizinisches Instrument nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das Ventil ferner eine Ventilhandhabungseinrichtung zum Halten des Instrumentes aufweist, wobei die Handhabungseinrichtung entfernt von Gehäuse angeordnet ist, um eine Wärmeübertragung von der Hand des Bedienungspersonals an die in dem Instrument enthaltene Luft zu verhindern.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN106821354A (zh) * 2017-02-21 2017-06-13 中国医学科学院北京协和医院 一次性中心静脉压测量装置及其使用方法
CN107837441A (zh) * 2017-11-02 2018-03-27 盖艳丽 一种输液延长管空气报警器

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