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Verfahren zur Überwachung einer Schwerkraft-Infusion
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sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Die Erfindung betrifft
zunächst ein Verfahren zur Überwachung einer Schwerkraft-Infusion oder -Transfusion
an einem Patienten.
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Die Tropfrate einer Schwerkraftinfusion wird bei üblicher Vorgehensweise
von Hand eingestellt, wobei die erforderliche Soll-Tropfenzahl/Zeiteinheit z.B.
mittels einer Stoppuhr bestimmt und festgelegt wird. Der dafür erforderliche Zeitaufwand
beträgt je nach Anforderung an die Genauigkeit der Einstellung mehrere Minuten.
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Eine weitere Überwachung des Infusionsverlaufes ist in der Regel nicht
möglich, weil dies zusätzlichen Personalaufwand erfordern würde. Veränderungen der
Tropfrate und damit der Dosierung bleiben in der Regel unbemerkt. Ebenso wird die
Entleerung des Infusionsbehälters häufig nur zufällig entdeckt, wenn die Infusion
längst durchgelaufen ist. In der Folge muß das Infusionsbesteck gewechselt, zumindest
aber die darin eingeschleuste Luft entfernt werden. In nicht wenigen Fällen bereitet
die Wiederaufnahme der Infusion erhebliche Schwierigkeiten, wenn nämlich der venöse
Zugang am Patienten durch Blutgerinnsel verstopft ist. Dies ist um so häufiger zu
beobachten, je länger der unbemerkte Flüssigkeitsstopp andauert.
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Sämtliche Veränderungen der äußeren Bedingungen einer Infusion mit
Ausnahme der definitiven Entleerung des Flüssigkeitsbehälters sowie der Diskonnexion
des Infusionsschlauches führen innerhalb nicht vorhersehbarer Zeiträume zu einem
Infusionsstopp. Dabei kommt es zunächst zu einer allmählichen Reduzierung der Tropfrate,
wodurch eventuelle Gerinnungsprozesse in der Patientenader gefördert werden, die
dann ihrerseits den endgültigen Infusionsstopp auslösen.
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Von diesen Vorgängen abgesehen hat jede größere und länger andauernde
Abweichung der voreingestellten Tropfrate nachteilige Folgen für den Patienten.
Sei es, daß z.B. die Destabilisierung wichtiger Kreislauffunktionen eintritt oder
daß das Auftreten von Verwertungsstörungen begleitet von Übelkeit, Erbrechen und
Durchfall erfolgt oder durch die Umverteilung lebenswichtiger Mineralsalze schwere
Regulationsstörungen ausgelöst werden. Als Folge dieser unerwünschten Nebenwirkungen
werden zusätzliche intensivtherapeutische Maßnahmen erforderlich. Daher wird allgemein
die Überwachung der eingestellten Infusionstropfrate möglichst innerhalb vorwählbarer
Grenzen gefordert.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zunächst ein Verfahren anzugeben,
das eine vollständige Überwachung des gesamten Infusionsablaufes gewährleistet,
wobei bereits unmittelbar nach Infusionsbeginn eine rasche Orientierung über die
eingestellte Tropfrate, sodann eine Überwachung auf Infusionsstopp einschließlich
der Entleerung des Infusionsbehälters sowohl auf unzulässig hohe Förderrate und
zusätzlich auf verschiedene vorwählbare Toleranzen möglich sein soll. Diese Aufgabe
wird durch die Kombination der kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
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Durch die wohlgeordnete Abfolge der Merkmale des Verflahrensanspruches
1 hat die Bedienungsperson die Möglichkeit, im Zusammenhang mit dem das Verfahren
durchführenden Gerät sich zunächst sehr schnell ohne Zuhilfenahme einer gesondert
abzulesenden Stoppuhr über die aktuelle Tropfrate zu informieren. Sodann wird als
nächster Verfahrensschritt festgestellt, ob die (eingestellte und angezeigte) Tropfrate
in gewissen Toleranzen konstant ist. Falls dies verfahrensmäßig erkannt wird, wird
die "konstante" Tropfrate erneut abgespeichert und deren Einhaltung während des
gesamten Infusionsverlaufes innerhalb vorgebbarer Toleranzgrenzen überprüft. Durch
das Verfahren können auf einfache Weise somit folgende Situationen erfaßt werden:
- Entleerung des Infusionsbehälters, - abgeknickte Infusionsleitung, - Verlegung
des Zuflusses durch Gerinnselbildung in der Patienten-Vene, - Verlegung des Zuflusses
durch Irritation der Punktionskanüle bzw. des Katheters, - Endstadium einer "Vena-Para-Infusion",
d.h. einer Flüssigkeitszufuhr in die die Patientenader umgebenden Gewebe, nachdem
die Punktionskanüle die Venenwand durchstochen hat, - erhebliche Veränderungen des
hydrostatischen Potentials zwischen Flüssigkeitsspiegel zum Infusionsbehälter und
Punktionsort bzw. Katheteröffnung, - unbefugte Manipulation an der Dosierklemme
des Infusionsschlauches, - Diskonektion des Infusionsschlauches oder einer Steckverbindung,
- herausgerissene Punktionskanüle, herausgerissener Katheter.
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Mit dem Verfahren ist es somit möglich, die häufigsten Komplikationen
während der Durchführung einer Infusion
in Griff zu bekommen, ohne
daß dazu ein übermäßiger Personalaufwand notwendig ist.
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Jenachdem, welcher Art die dem Patienten durch Infusion applizierte
Substanz ist, können für die Überwachung unterschiedliche Toleranzbereiche vorgegeben
werden, bei deren Überschreiten verfahrensgemäß Alarm ausgelöst wird.
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Ansprüche 3 ff. betreffen eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, mit welcher das Verfahren besonders vorteilhaft
und sicher durchgeführt werden kann. Im einzelnen besteht die Vorrichtung aus einer
mit einer optischen Strahlsensoreinheit zusammenwirkenden Auswerteelektronik, der
eine Anzeigevorrichtung sowie ein Alarmgeber nachgeschaltet sind. Sämtliche Komponenten
sind in einem speziell ausgebildeten Gehäuse untergebracht.
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Durch die Merkmale des Anspruches 3 wird zunächst bei Infusionsbeginn
die aktuelle Tropfrate, d.h. die Anzahl der Tropfen pro Zeiteinheit, die durch einen
Zeitgeber vorgewählt werden kann, in einen ersten Zähler eingegeben, dessen Eingang
der Sensoreinheit der optischen Strahlsendeeinheit nachgeschaltet ist. Der aktuelle
Stand dieses Zählers wird nach Beendigung des Zeitintervalls, d.h. beispielsweise
nach 8 Sekunden, immer wieder erneut angezeigt und gibt somit der Bedienungsperson
einen Überblick über die aktuelle Tropfrate.
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Sodann wird der Zählerstand mit dem Inhalt eines ersten Speichers
verglichen, der die Tropfraten in bereits abgelaufenen Zeitintervallen wiederspiegelt.
Wird durch einen dem Speicher und Zähler nachgeschalteten Komparator erkannt, daß
sich eine Tropfrate mit gewisser Konstanz eingestellt hat, so wird diese als Sollwert
in einem weiteren Speicher abgelegt und während nach-
folgender
Zeitabschnitte (diese werden auch durch den Zeitgeber vorgegeben) auf Abweichung
nach oben oder unten innerhalb gewisser Toleranzgrenzen überwacht. Die Toleranzgrenzen
sind über einen an dem Gehäuse der Vorrichtung angeordneten Wählschalter einstellbar.
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Erkennt der Komparator, daß die Abweichung vom Sollwert zu groß wird,
so wird eine Rufvorrichtung in Form eines Summers, Lichtsignals o.dgl. aktiviert.
Auch ist es möglich, beispielsweise eine Schwesternrufanlage einzuschalten, die
über eine elektrische Steckverbindung an das Gerät angeschlossen werden kann.
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Gemäß Anspruch 4 weist die Setzvorrichtung eine optische Anzeigevorrichtung
(in Form eines Lämpchens o.dgl.) auf, das so lange leuchtet, bis die Vorrichtung
eine Tropfenrate mit einer gewissen Mindestkonstanz detektiert hat. Zudem ist eine
Setztaste vorgesehen, die elektronisch erst dann freigegeben wird, wenn die optische
Anzeigevorrichtung erlischt und damit die Bedienungsperson weiß, daß sich die Tropfrate
stabilisiert hat.
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Vorteilhafterweise sind alle Komponenten der Vorrichtung in einem
gemeinsamen Gehäuse untergebracht (abgesehen von einem Netzteil). Das Gehäuse ist
balkenförmig aufgebaut und beinhaltet auf der einen Seite die optische Strahlsendeeinheit
und auf der anderen Seite die Sensoreinheit mit der nachfolgenden Auswerteelektronik
und Anzeigeeinheit. Mittig umfaßt das Gehäuse z.B. die Tropfkammer eines Infusionsbesteckes
derart, daß der Strahl der optischen Strahlsendeeinheit durch die Tropfenbahn hindurchsteht.
Ein derartiges Kompaktgerät ist ohne großen Aufwand zum Patienten transportierbar
und dort auf einfache Weise einsetzbar.
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Eine herausragende Bedeutung hat der Einsatz des Gerätes für alle
Schwerkraft-Infusionen bzw. -Transfu-
sionen, vor allem aber dort,
wo Personal eingespart werden muß oder nicht mehr vorhanden ist, wie während der
Nacht.
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Als Sensoreinheit innerhalb des Gehäuses kommen eine Fotozelle, eine
Fotodiode oder ein Fototransistor in Betracht. Die Sensoreinheit kann auf kürzestem
Wege mit der Auswerteelektronik gekoppelt werden, die als Mikroprozessor ausgebildet
sein kann. Die Funktionen können darin bestehen, die durchschnittliche Tropfenfolge
anzugeben, die sich über die Zeit ändern kann. Die Funktion kann darüber hinaus
darin bestehen, die Abweichung der Tropfenfolgen in Prozenten von einer Solltropfenfolge
anzugeben, wobei verschiedene Toleranzbereiche einstellbar sind. Beim Einsatz eines
Mikrocomputers ist es desgleichen möglich, bereits am Anfang der Messung durch eine
Hochrechnung die sich letztendlich einstellende Tropfenfolge je Zeiteinheit anzugeben.
Es hat dies den erheblichen Vorteil, daß die am Tropfgerät zu beobachtende Tropfenfolge
bereits nach wenigen Sekunden angezeigt wird, so daß Nachregulierungen entsprechend
schnell vorgenommen werden können.
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Eine unzulässige Störung der Tropfenfolge liegt auch dann vor, wenn
es wegen einer Knickbildung im Schlauch oder einer Gerinnselbildung in der Blutader
des Patienten oder durch Entleerung des Infusionsbehälters zum Stillstand des Flüssigkeitstransportes
gekommen ist oder wenn die tropfende Infusionsflüssigkeit in einen ununterbrochenen
Strahl übergegangen ist, z.B. infolge einer Loslösung des Infusionsschlauches von
der in der Patientenader liegenden Kanüle. Die erwähnte akustische und/oder optische
Warneinrichtung kann dabei entweder im erwähnten Kompaktgehäuse oder auch in einem
mit ihm verbundenen Netzanschlußteil eingebaut sein. Schließlich ist es auch möglich,
einen Steckeranschluß
vorzusehen, über den ein weiterer Signalgeber,
z.B.
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eine Schwesternrufanlage, an das Gerät angeschlossen werden kann.
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Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 ein vereinfachtes Blockschaltbild der Auswerte elektronik, Fig.
2 eine perspektivische Darstellung des Gehäuses der Vorrichtung.
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Die in Fig. 1 als vereinfachtes Blockschaltbild dargestellte Auswerteelektronik
besteht zunächst aus einer Sensoreinheit 1, die den Lichtstrahl 2 einer optisches
Strahisendeeinheit (Lampe 3) detektiert, der den Tropfenweg 4 kreuzt und somit durch
die hindiJrchgehenden Tropfen 5 unterbrochen oder zumindest moduliert wird, daß
ein Spannungssignal am Ausgang 6 der Sensoreinheit 1 vorliegt.
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In einer dem Ausgang 6 der Sensoreinheit 1 nachgeschalteten Impulsformerstufe
7 werden die Spannungssignale derart aufbereitet, daß sie auf den Eingang 8 eines
Zählers 9 gegeben werden können. Der Nullungseingang 10 des Zählers 9 ist mit einem
über eine Eingabevorrichtung 11 setzbaren Zeitglied 12 verbunden, so daß nach Ablauf
der voreingestellten Zeit d&r Zähler 9 auf Null gesetzt wird und erneut zu zählen
beginnt. Vor dem Nullsetzen wird über eine Leitung 13 ein libernahmebefehl auf den
Setzeingang 14 eines dem Zähler 9 nachgeschalteten ersten Speichers 15 abgegeben,
so daß der während des voreingestellten Zeitintervalles im Speicher 9 aufgelaufene
Zählwert über die Leitung 16 an den Zähleingang 17 des ersten Speichers 15 abgegeben
und dort abgespeichert wird.
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Die Vergleichseingänge 19,20 eines ersten Komparators
18
sind mit dem Ausgang des Zählers 9 bzw. mit dem Ausgang 21 des ersten Speichers
15 verbunden. Der erste Komparator vergleicht somit laufend, ob der Zählerstand
pro voreingestellter Zeiteinheit (Tropfrate) in einem zweiten Zeitintervall mit
der im Speicher 15 abgelegten Tropfrate eines vorhergehenden ersten Zeitintervalles
übereinstimmt. Falls der erste Komparator 18 die Übereinstimmung feststellt, wird
über den Komparatorausgang 22 eine Freigabevorrichtung 23 angesteuert, die einen
Setzbefehl an den Setzeingang 24 eines zweiten Speichers 25 abgibt, so daß der im
Speicher 15 als konstante Tropfrate abgelegte Speicherwert über den Eingang 26 im
zweiten Speicher 25 abgelegt wird. Der Setzbefehl kann zum Setzeingang 24 des zweiten
Speichers entweder unmittelbar durch die Freigabevorrichtung erfolgen, es ist jedoch
auch möglich, eine gesonderte Setztaste 27 vorzusehen, die wirkungsmäßig erst dann
freigegeben wird, wenn der erste Komparator 18 das Vorliegen gleicher Werte an den
Vergleichseingängen 19,20 erkennt. Über die Setztaste 27 hat die Bedienungsperson
die Möglichkeit, den Setzbefehl manuell auszulösen. Eine Leuchtanzeige 28 wirkt
mit der Freigabevorrichtung 23 zusammen und leuchtet, solange die Freigabe der Setztaste
27 noch nicht erfolgt ist.
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In einem zweiten Komparator, dessen Vergleichseingänge 30,31 mit dem
Ausgang des Zählers 9 bzw. dem Ausgang 32 des zweiten Speichers 25 verbunden sind,
wird nun überwacht, ob die vom Zähler 9 laufend während des Infusionsvorganges ermittelte
Zählrate mit der im zweiten Speicher 25 abgelegten Sollzählrate übereinstimmt. Falls
der zweite Komperator 29 eine Abweichung erkennt, die über eine durch eine Eingabevorrichtung
33 voreinstellbare Toleranzgrenze (z.B. 50%, 20%, 10% tolerierbare Abweichung) hinausgeht,
wird von dem Ausgang 34 ein Signal an eine Rufvorrichtung 35 abgegeben, die mit
einer Signalquelle 36 optisch oder
akustisch anzeigt, daß der Infusions-
oder Transfusionsvorgang nicht ordnungsgemäß abläuft. Die Rufvorrichtung 35 weist
zudem einen Steckeranschluß 37 auf, der den Anschluß beispielsweise einer krankenhausinternen
Schwesternrufanlage ermöglicht.
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Eine Anzeigeeinheit 38 ist mit dem Ausgang des Zählers 9, mit einem
weiteren Ausgang 39 des ersten Speichers 15 sowie ggf. mit weiteren Elementen, beispielsweise
dem Zeitglied 12, verbunden, um die Zähler- oder Speicherwerte anzuzeigen.
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Das in Fig. 2 dargestellte Überwachungs- und Anzeigegerät ist als
Ganzes mit 51 bezeichnet. Es weist ein balkenförmiges Gehäuse 52 sowie - im dargestellten
Ausführungsbeispiel - ein Netzanschlußteil 53 auf, die mittels einer Verbindungsschnur
54 elektrisch miteinander verbunden sind.
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Das Gehäuse 52 ist des weiteren noch mit einem Montageblick 55 verbunden,
der zum Befestigen des Gehäuses, z.B. über einen Haltearm 56, an einem in der Zeichnung
nicht dargestellten Stativ dient. Der Montageblock 55 kann auch in anderer Weise
konstruktiv mit dem Gehäuse verbunden oder auch in dieses eingebaut sein.
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Das Gehäuse 52 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel U-förmig gestaltet
und umschließt die Klemmvorrichtung 57 mit seinen Schenkeln 52' und 52'' . Mit der
Klemmvorrichtung 57 wird beispielsweise die Tropfkammer eines Infusionsbesteckes
umklammert und so gegenüber den Sende- und Empfangsteilen des Gerätes festgelegt.
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Die Klemmvorrichtung 57 besteht aus einer festen Klemmbacke 58 sowie
einer gegen Federkraft zurückschiebbaren beweglichen Klemmbacke 59. Die bewegliche
Klemmbacke
kann am Griffteil 60 zurückgeschoben werden.
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Im Innern beider Klemmbacken befinden sich elektronische Bauelemente.
So ist in der beweglichen# Klemmbacke 59 eine optische Strahlsendeeinheit 61 z.B.
ein Infrarotsender mit den dazu möglicherweise erforderlichen Hilfselementen eingebaut,
in der gegenüberliegenden Klemmbacke 58 befindet sich die Sensoreinheit 63 mit nachfolgendem
Mikrocomputer 64, Anzeigenblock 65 sowie Programmschalter 66.
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Die optische Strahlsendeeinheit 61 sendet bei Betrieb einen Meßstrahl
aus der in der Zeichnung erkennbaren Strahlenöffnung 62. Der Meßstrahl passiert
im Betriebsfalle die schon erwähnte Tropfkammer und fällt alsdann auf die in der
Zeichnung nur der Lage nach angedeutete Sensoreinheit 63. Hier erzeugt er entweder
ein Dauersignal oder, wenn er durch fallende Tropfen rhythmisch unterbrochen wird,
eine entsprechende Impulsfolge. Die Sensoreinheit 63 ist mit dem Mikrocomputer 64
und dieser mit dem Anzeigeblock 65 verbunden, letzter besteht aus mehreren alpha-numerischen
Anzeigen sowie einer Anzeigelampe und ist hinter einem Sichtfenster 66 angeordnet.
Im Gehäuse 52 befindet sich des weiteren noch der Programmschalter 67, mit welchem
alle Überwachungsfunktionen und Betriebszustände eingestellt werden können.
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Des weiteren kann sich im Gehäuse 52 oder aber auch im Netzanschlußteil
53 eine Rufvorrichtung 68 in Form eines Summers, eines piezoelektrischen Signalgebers
o.dgl. befinden. Parallel dazu kann im Gehäuse 52 oder im Netzanschlußteil 53 ein
Steckanschluß 69 angeordnet sein, über den das Gerät an einen weiteren Signalgeber,
beispielsweise eine Schwesternrufanlage, angeschlossen werden kann.
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Das vorgeschlagene Überwachungs- und Anzeigegerät kennzeichnet sich
durch geringe Abmessungen, geringes Gewicht sowie Preiswürdigkeit aus. Es kann bequem
in allen in Betracht kommenden Räumen einschließlich Hilfs- und Rettungsfahrzeugen
mitgeführt und montiert werden. Das Gerät eignet sich vor allem zur Benutzung am
Krankenbett in all den Fällen, in denen eine Infusionsüberwachung notwendig ist,
eine hochgenaue Medikamenten- oder Flüssigkeitsdosierung mit Hilfe größerer Überwachungsapparate
mit energetischem Antrieb jedoch nicht erforderlich ist oder aber derartige Geräte
nicht zur Verfügung stehen.
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Bezugszeichen 1 Sensoreinheit 2 Lichtstrahl 3 Lampe 4 Tropfenweg 5
Tropfen 6 Ausgang 7 Impulsformerstufe 8 Eingang 9 Zähler 10 Nullungseingang 11 Eingabevorrichtung
12 Zeitglied 13 Leitung 14 Setzeingang 15 erster Speicher 16 Leitung 17 Zähleingang
18 erster Komparator 19 Vergleicheingang 20 Vergleicheingang 21 Ausgang v. 15 22
Ausgang v. 18 23 Freigabevorrichtung 24 Setzeingang 25 zweiter Speicher 26 Eingang
v. 25 27 Setztaste 28 Leuchtanzeige 29 zweiter Komparator 30 Vergleichseingang 31
Vergleichseingang 32 Ausgang v. 25 33 Einstellvorrichtung 34 Ausgang 35 Rufvorrichtung
36 Signalquelle 37 Steckeranschluß 38 Anzeigeeinheit 39 weiterer Ausgang v.
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15 51 Überwachungs- und Anzeige gerät 52 Gehäuse 53 Netzanschlußteil
54 Verbindungsschnur 55 Montageblock 56 Haltearm 57 Klemmvorrichtung 58 feste Klemmbacke
59 bewegliche Klemmbacke 60 Griffteil 61 optische Strahlsendeeinheit 62 Strahlenöffnung
63 Sensoreinheit 64 Mikrocomputer
65 Anzeigenblock 65' alpha-numerische
Anzeigen 65''Anzeigelämpchen 66 Sichtfenster 67 Programmschalter 68 Rufvorrichtung
69 Steckeranschluß
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