DE2907787A1

DE2907787A1 - Verfahren zum raschen ueberfuehren eines unter geringem druck stehenden gases, insbesondere von aus einem blutgefaess kommendem blutgas, zu einem gasanalysator, sowie vorrichtung zum durchfuehren des verfahrens

Info

Publication number: DE2907787A1
Application number: DE19792907787
Authority: DE
Inventors: Lawrence G Hall; Wayne J Whistler
Original assignee: Perkin Elmer Corp
Current assignee: Applied Biosystems Inc
Priority date: 1978-04-03
Filing date: 1979-02-28
Publication date: 1979-10-11
Also published as: FR2421624A1; CA1127519A; GB2017907B; US4187856A; JPH01120813U; FR2421624B1; JPS54134488A; GB2017907A; CH638990A5; DE2907787C2

Description

PATENTANWÄLTE

1907787

A. GRÜNECKER

DIPU-ING

H. KlNKELDEY

QR.-ING

W. STOCKMAIR

Da-INC-AeE (CALTECH)

K. SCHUMANN

DR REH NAT. ■ DIPL-F=HYS

P. H, JAKOB

DlPL-ING

G. BEZOLD

CR RSl NAT· DIPL-CHEM.

8 MÜNCHEN 22

MAXIMILIANSTRASSE 43

1. Aug. 1979 P 13 552-30/Sx

[NACHeERElOHT

The Perkin-Elmer Corporation
Uorwalk, Connecticut 06856, USA

Verfahren zuia raschen 'überführen eines "unter geringem Druck stehenden Gases, insbesondere von aus
einem Blutgefäß kommendem" Blutgas., zu einem Gasanalysator, sowie Vorrichtung zum Durchführen des

Verfahrens

Die Erfindung "betrifft ein Verfahren zum raschen "Uberfuhren eines unter geringem Druck stehenden Gases, insbesondere von aus einem Blutgefäß kommendem Blutgas·, von einer Quellenstelle durch eine Leitung zu einer zweiten Stelle, sowie eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens.

Die Kenntnis der Menge jedes Gases in dem menschlichen Blutstrom ist ein \rertvolles medizinisches Diagnosehilfsmittel und eine Anordnung zum kontinuierlichen "Überwachen des arteriellen Systems und Analysieren der Blutstromgase eines- oder mehrerer Patienten, beispielsweise in einer postoperativen

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TELEFON (OSS) 22 38 63 Telex 08-aeeeo TELEGRAMME MONAPAT

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Intensivstation, wäre eine äußerst günstige Hilfe zur Bestimmung des Zustands der Atmungssysteme von Patienten und würde eine Frühwarnung für ein mögliches Versagen liefern.

Derzeit geschieht die Analyse der Blutstromgase in der Weise, daß eine arterielle oder venöse Blutprobe entnommen und ohne Berührung mit der Atmosphäre das Blut einer Gasproben-Einlaßschleuse eines Massenspektrometer dargeboten wird. Eine viel genauere Methode, um eine Probe von Blutstromgasen zu erhalten, wäre, einen Katheter in den Blutstrom einzuführen und Gasproben abzusaugen. Ein solches System ist zwar für einen einzigen Patienten brauchbar, wenn der Katheter sehr nahe zum Massenspektrometer angebracht werden kann, ist aber nicht praktikabel, wenn gleichzeitig die Atmungssysteme mehrerer Patienten überwacht werden sollen, weil die außerordentlich kleinen Proben der Blutgase eine zu lange Zeit benötigen, um durch die molekulare Strömung vom distalen Ende des Katheters bis zum Massenspektrometer zu gelangen. Wenn die Blutgase vom Katheter zum Spektrometer mit einer viel höheren Geschweindigkeit strömen könnten, dann wäre es möglich, die Atmungssysteme mehrerer Patienten mit einem einzigen Massenspektrometer zu überwachen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum raschen Überführen eines unter einem geringen Druck stehenden Gases, insbesondere von aus einem Blutgefäß kommenden Blutgas, von einer Quellenstelle zu einer zweiten Stelle, und eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens, insbesondere zum Überführen von Blutgas zu schaffen. Es wurde berechnet, daß ohne die vorliegende Erfindung eine Blutgasprobe durch die Molekularströmung eine Strecke von sechzeiin Metern in annähernd fünfzehn Minuten zurücklegt und diese Zeitspanne ist offensichtlich zu lang, um ein mögliches Versagen der Atmung festzustellen. In Anwendung der Erfindung fließen Blutgasproben vom Katheter zu einem Massenspektrometer, das sechzehn Meter entfernt ist, in annähernd vier Sekunden.

Kurz ausgedrückt: Ein Katheter, der an seinem distalen Ende mit einer das Blut blockierenden Membran versehen ist, ist mit einer sehr dünnen Röhre ausgestattet, die den Hohlraum

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des Katheters durchzieht und im Bereich der Membran .endigt. Ein Trägergas, beispielsweise Helium, wird durch die Röhre eingeleitet gegen die Innenseite der Membran, wo es sich mit den durch die Membran tretenden Blutgasen mischt. Die mit dem Trägergas vermischten Blutgase stehen nunmehr unter einem kleinen Druck und wandern in einer laminaren Strömung mit einer relativ hohen Geschwindigkeit durch den Schlauch, der den Katheter mit der Probeneinlaßschleuse des Massenspektrometer verbindet.

Gemäß einem bevorzugten Erfindungsgedanken werden die verschiedenen Gase in dem Blutstrom mit Hilfe eines Massenspektrometer analysiert, das mit einem Katheter verbunden ist, der an seinem distalen Ende eine Membran hat, die die Gase, aber nicht das Blut durchläßt. Ein Trägergas, etwa Helium, das unter einem kleinen Druck durch eine dünne, im Katheterhohlraum liegende Röhre in den Bereich hinter der Membran eingeleitet wird, erzeugt eine laminare Strömung, die die Gase mit großer Geschwindigkeit zum Massenspektrometer bringt. Das Trägergas wird vor dem Erreichen des Massenspektrometers herausgezogen.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der einzigen Pig., die eine Schnitt ansicht eines typischen Katheters mit Mitteln zum Einleiten eines Trägergases zur Erläuterung der Erfindung darstellt.

In der Pig. ist ein Katheter gezeigt, der au3 einer Metallrohrre 10 besteht, deren offenes distales Ende mit einer Membran 12 verschlossen ist«, Die Membran 12 ist vorzugsweise aus einem Material, etwa Teflon, das ausreichend porös ist, um Blutstrom— gase durchzulassen, das Blut aber aufhält. Die Katheterröhre kann einen Außendurchmesser von etwa 3 mm und eine Wandstärke von etwa 1/2 mm haben. Sie ist an ihrem distalen Ende 14 so zugespitzt, daß sie in eine Arterie eingeführt werden kann. In dem dargestellten Beispiel bedeckt die Membran 12 das gesamte distale Ende 14 des Katheters 10, doch können andere Ausbil-

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düngen wirksamer sein, zumal Katheter mit für Blutgase durchlässigen Mitteln in der Technik gebräuchlich sind. Das proximale Ende der Katheterröhre 10 ist in eine Schlauchmuffe 16 geschoben, die die Katheterröhre 10 mit einem Gasleitungsschlauch 18 verbindet.

Nach der Lehre der Erfindung wird ein ¹¹Tr ag er "-gas, etwa Helium, Wasserstoff oder ein anderes leichtes Gas, das in einem Behälter 20 gespeichert ist, durch eine sehr enge Kapillarrohre 22 in die Katheterröhre 10 eingeleitet. Die Kapillarrohre 22 tritt durch die Schlauchmuffe 16 und läuft durch die Länge des Hohlraums der Röhre 10, um kurz vor der Membran 12 am distal en Ende 14 der Katheterröhre zu enden.

im Betrieb wird das im Behälter 20 aufgenommene Trägergaa dosiert in die Kapillarröhre 22 unter einem Druck von etwa 1 at eingeführt. Das distale Ende 14 der Katheterröhre wird in eine Arterie eingeführt, so daß die Membran 12 in die lage kommt, eine Probe der Blutstromgase zu entnehmen. Diese Gase gehen durch die Membran 12 in den Hohlraum der Katheterröhre 10, wo sie mit dem Trägergas unter Druck gemischt werden und durch die Röhre 10 und den Gasleitungsschlauch 18 in eine Kammer 24 getrieben werden, wo das Trägergas aus dem Gasgemisch entfernt wird. Es ist zwar nicht wesentlich, das Trägergas auszuscheiden, doch ist es zweckmäßig die3 zu tun, vorzugsweise unter Zuhilfenahme von Verfahren, die in der Gaschromatographie gebräuchlich sind, etwa mittels eines Ryhage-Trenners oder eines Palladium-Wasserstoff-Extraktors. Die Kammer 24 in dem Beispiel der Pig. ist ein Ryhage-Trenner, der den leichten Gasen, wie Helium oder Wasserstoff, erlaubt, sich rasch auszudehnen und von einer Vakuumpumpe 26 abgezogen zu werden, während die schwereren Blutgase, die sich weniger ausdehnen, in die Probeneinlaßschleu3e 26 eines Massenspektrometer 30 eintreten. Das Spektrometer 30 ist nicht Teil der Erfindung, sondern dient als Beispiel für eine zweckmäßige Einrichtung zum Bestimmen der proportionalen Anteile aller Blutgase in der Pro-

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be, die vom Katheter abgenommen und zur Analyse rasch über eine verhältnismäßig lange Strecke transportiert worden, sind,

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Leerseite

Claims

Patentansprüche

f 1

Verfahren zum raschen Überführen eines unter geringem Druck stehenden Gases, insbesondere von aus einem Blutgefäß kommenden Blutgas, von einer Quellenstelle durch eine Leitung zu einer z%»reiten Stelle, dadurch gekennzeichnet , daß an der ·- Quellenstelle ein Trägergas unter einem adäquaten gewünschten Druck zugeführt wird, um eine laminare Strömung des gewünschten Gases und des Trägergases durch die Leitung zu erzeugen, und daß das Trägergas aus der zweiten Stelle aus dem gewünschten Gas extrahiert wird.

Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, insbesondere zum Überführen von Blutgasproben aus einem Blutgefäß zu einem Gasanalysator, gekennzeichnet durch einen Katheter (10) mit einem proximalen und einem distalen Ende, dessen distales Ende (1²I-) so ausgebildet ist, daß es in ein Blutgefäß einführbar ist und wenigstens eine Öffnung hat, die mit einer für Gas durchlässigen und für Blut undurchlässigen Membran (12) verschlossen ist, eine Leitung (18), die das proximale Ende des Katheters mit

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dem Gasanalysator (30) verbindet, land eine Einrichtung (22, 20) in dem Katheter zum Einspeisen eines Trägergases in das distale Ende unter Druck, um eine laminare Strömung durch den Katheter (10) und die Leitung (18) in Gang zu setzen und zu unterhalten.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung eine Kapillar- ' röhre (22), die sich durch den Hohlraum des Katheters (10) erstreckt und mit ihrem einen Ende am distalen Ende (14) des Katheters endigt, sowie einen Trägergasvorrat (20) umfaßt, der Trägergas dem anderen Ende der Kapillarrohre zuführt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Extraktionseinrichtung (24), die an die Leitung (18) kurz vor dem Gasanalysator (30) angeschlossen ist, um das Trägergas aus dem Blutgas zu extrahieren.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet , daß das Trägergas Helium ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet , daß das Trägergas Wasserstoff ist

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