DE2734247A1 - Vorrichtung zur fortlaufenden chemischen analyse im lebenden koerper - Google Patents

Vorrichtung zur fortlaufenden chemischen analyse im lebenden koerper

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Description

München, den 20. Juli 1977 101/019
Dr. E. Fresenius Chemisch-pharmazeutische Industrie KG, Apparatebau KG, 6380 Bad Homburg
Vorrichtung zur fortlaufenden chemischen Analyse im lebenden Körper
Zusammenfassung
Es wird eine Vorrichtung zur fortlaufenden Analyse niedermolekularer Bestandteile in Körperflüssigkeiten vorgeschlagen, die insbesondere für die gleichzeitige Bestimmung mehrerer Bestandteile geeignet ist. Die vorgeschlagene Vorrichtung besteht aus einem Katheter zur Gewinnung des Meßgutes, dessen Oberfläche mindestens teilweise mit einer semipermeablen Filtermembran überzogen ist. Diese ist für die zu untersuchenden Substanzen durchlässig, für höhermolekulare und korpuskulare Anteile der Körperflüssigkeit jedoch undurchlässig. Von der Rückseite der Filtermembran führt ein Kanal zum Analysator und zu einer Pumpe, mit deren Hilfe das Meßgut durch die Membran hindurch aus der Körperflüssigkeit abfiltriert und dem Analysator zugeführt wird.
Stand der Technik
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur fortlaufenden chemischen Analyse im lebenden Körper nach dem Gattungsbegriff des Hauptanspruchs.
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Die Analyse von Körperflüssigkeiten, die in der medizinischen Diagnostik große Bedeutung hat, erfolgt bisher im allgemeinen in der Weise, daß Proben der Körperflüssigkeit (Blut, Urin, Mageninhalt usw.) entnommen, aufbereitet und mit bekannten Analysemethoden auf ihren Gehalt an bestimmten Substanzen untersucht werden. Dieses Verfahren hat den Nachteil, diskontinuierlich zu sein, so daß das Ergebnis der Analyse nur eine Art Momentaufnahme für den Augenblick der Probenentnahme darstellt. Bei raschen Veränderungen müssen Proben in sehr geringen Zeitabständen entnommen und analysiert werden. Dies ist sehr arbeitsaufwendig und bedeutet für den Patienten eine erhebliche Belastung.
Aus diesen Gründen versucht man seit längerer Zeit, zu kontinuierlichen Messungen überzugehen. Hierzu 1st man so vorgegangen, daß die betreffende Flüssigkeit mittels eines Katheters aus dem Körper entnommen, analysiert und anschließend in den Körper zurückgeleitet wird. Letzteres ist allerdings nur bedingt möglich; beispielsweise muß Blut heparinisiert werden, um seine Gerinnung zu verhindern. Auch wird durch die Analyse häufig die Körperflüssigkeit beeinflußt, so daß sie nicht mehr unbedenklich in den Körper zurückgeleitet werden kann. In diesem Falle kann man versuchen, sich durch Zufuhr einer ErsatzflUssigkeit zu helfen.
Da höhermolekulare und korpuskulare Bestandteile der Körperflüssigkeit häufig die Analyse stören, müssen diese Anteile vor der Messung entfernt werden. Hierzu haben sich die Dialyse und die Ultrafiltration bewährt. (0. Aziz und R. Dennhardt: Ultrafiltration of Circulating Blood in vivo. Pflügers Archiv, Band 341 (1973), Seite 347; D. Sailer, G. Berg und F. Matzkies: Zur kontinuierlichen Glukosebestimmung in vivo. Biomed. Technik, Band 19 (1974), Seite 134).
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Trotzdem bedeutet die ständige Entnahme von Blut und anderen Körperflüssigkeiten für den Patienten eine große Belastung.
Vorteile der Erfindung
Die im Hauptanspruch gekennzeichnete Erfindung ermöglicht es, die genannten Nachteile zu vermeiden, indem zur Probenentnahme ein Filterkatheter verwendet wird, der eine Ultrafiltration oder Dialyse der Ionen und der niedermolekularen Bestandteile der Körperflüssigkeit bereits im lebenden Körper ermöglicht. Da nur die niedermolekularen Anteile aus dem Körper abgeführt werden und keinerlei körperfremde Substanzen in die Körperflüssigkeit gelangen, wird der Patient nicht nennenswert belastet, es kann eine Mehrzahl von Meßfühlern Verwendung finden, die Meßfühler können nicht durch das Meßgut verdorben werden und es findet keine Kontamination der zu untersuchenden Flüssigkeit durch den Meßvorgang statt.
Beschreibung der Erfindung
Ein Ausführungsbeispiel der neuen Vorrichtung ist in der einzigen Figur der Zeichnung dargestellt. Sie zeigt einen Teilschnitt des Filterkatheters zusammen mit den außerhalb des Körpers befindlichen Zusatzeinrichtungen.
Der in der Zeichnung schematisch dargestellte Filterkatheter 1 besteht aus einem festen, jedoch biegsamen Material (vorzugsweise Kunststoff) und hat z. B.eine Länge von 350 mm, sowie einen Durchmesser von 4 mm. An seinem Kopf ist er in bekannter Weise mit Anschlüssen für die Zu- und Ableitung von Flüssigkeiten versehen.
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Der Filterkatheter 1 ist auf dem größten Teil seiner Oberfläche mit einer semipermeablen Membran 2 überzogen, die für die zu analysierenden Substanzen durchlässig ist, für höhermolekulare und korpuskulare Anteile der betreffenden Körperflüssigkeit (z. B. Blut, Urin, Mageninhalt) jedoch undurchlässig. Die Membran liegt auf einer Stützkonstruktion, z. B. auf Rippen 3, die z. B. parallel zur Längsachse oder schraubenförmig gewunden auf der Außenseite des Filterkatheters 1 verlaufen.
Innerhalb des Katheters 1 befindet sich mindestens ein Kanal 4, der mit dem Raum zwischen den Rippen 3 auf der Rückseite der Membran 2 in Verbindung steht und zur Abführung des Filtrats dient. In vielen Fällen ist es zweckmäßig, eine aktive Ausspülung des Filtrats vorzusehen; zu diesem Zweck ist ein zweiter Kanal 5 vorhanden, durch den eine Spülflüssigkeit zugeführt wird. Die Spülflüssigkeit tritt am entgegengesetzten Ende des Katheters (im vorliegenden Falle an der Spitze) in den Zwischenraum 20 zwischen der Membran 2 und den Rippen 3 ein. Die Spülflüssigkeit kann dem Kanal 5 aus einem Vorratsbehälter 6 mit Hilfe einer Pumpe 7 über eine Leitung 21 zugeführt werden.
Ein dritter Kanal 8, der offen an der Katheteroberfläche endet, kann dazu dienen, Proben der Körperflüssigkeit zu entnehmen oder Medikamente einzuführen, z. B. gerinnungshemmende Substanzen wie Heparin, um eine Blutgerinnung an der Katheteroberfläche zu verhindern. Eine entsprechende Infusionslösung kann aus einem zweiten Vorratsgefäß 9 mit Hilfe einer Pumpe 10 über eine Leitung 22 dem Kanal 8 zugeführt werden.
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Das aus dem Kanal 4 kommende Flltrat wird über eine Leitung 23 einem Analysator 11 zugeleitet, vorzugsweise einer kontinuierlich arbeitenden Analysevorrichtung, z.B. mit elektrochemischen Meßfühlern wie ionenselektiven Elektroden. Vor oder hinter dem Analysator 11 ist in der Filtratleitung 23 eine Saugpumpe 12 angeordnet. Wenn die Pumpe IO für die Infusionslösung verwendet wird, stellt man die Förderleistung der Saugpumpe 12 zweckmäßig so ein, daß deren Förderrate um einen bestimmten Betrag höher ist als diejenige der Pumpe 10. Da der die Membran 2 durchdringende und von der Saugpumpe 12 abgeführte Anteil der Körperflüssigkeit verhältnismäßig gering ist, wird der Patient durch den ständigen Flüssigkeitsentzug nur wenig belastet, so daß meistens kein Ersatz der abgeführten Mengen erforderlich ist.
Im Analysator 11 kann das Filtrat kontinuierlich auf verschiedene Bestandteile untersucht werden. Es können dem Filtrat auch Chemikalien zugesetzt werden, ohne daß eine Beeinflussung des Körpers befürchtet werden muß, denn das Filtrat wird sowieso verworfen. Der Fliterkatheter 1 kann nach der Implantation längere Zeit liegenbleiben, ohne den Patienten inner wieder erneut zu belasten. Es ist sogar möglich, die ganze Vorrichtung tragbar auszubilden und den Analysator mit einen Mikroprozessor zu verbinden, der die Meßergebnisse für die Steuerung der laufenden Zugabe bestimmter Medikamente (z. B. Insulin) verwertet.
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L e e r s e i

Claims (4)

  1. München, den 28. Juli 1977 101/019
    PATlMTANVALf
    DR. HEINRICH HERMELINK
    •IMadMaM ApoHoweg 9, TtL 8 Il 4SI·
    Dr. E. Fresenius Chemisch-pharmazeutische Industrie KG
    Apparatebau KG, 6380 Bad Homburg
    Patentansprüche
    / 1J Vorrichtung zur fortlaufenden chemischen Analyse im lebenden Körper, bestehend aus einem Katheter zur Gewinnung des Meßgutes aus einer Körperflüssigkeit und einem daran angeschlossenen Analysator, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Katheters (1) mindestens teilweise mit einer semi- permeablen Filtermembran (2) überzogen ist, die für die zu analysierenden Substanzen durchlassig, für höhermolekulare und korpuskulare Anteile der Körperflüssigkeit jedoch undurchlässig ist, sowie daß ein Kanal (4) zur Ableitung des Filtrats von der Rückseite (20) der Filtermembran (2) zu
    einem Analysator (11) und einer Saugpumpe (12) führt.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Katheter (1) mit Stützrippen (3) für die Rückseite der Membran (2) versehen ist.
    809886/0345
    ORIGINAL INSPECTED
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Filterkatheter (1) ein Kanal (5) zur Zuführung einer Spülflüssigkeit zur Rückseite (20) der Membran (2) ausgebildet ist.
  4. 4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen weiteren Kanal (8), der frei auf der Oberfläche des Filterkatheters (1) mündet.
    809886/0345
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