DE3536651C2 - - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine
Drainagevorrichtung mit einer Sammelkammer zur Aufnahme
von Fluiden aus einer Körperhöhle eines Patienten, mit
einem Anschluß für eine Vakuumquelle und mit einer Anzeigevorrichtung
für mit den Fluiden abgesaugte Luft,
bestehend aus einem zwischen der Sammelkammer und dem
Anschluß angeordneten Gefäß, das mit einer Flüssigkeit
gefüllt ist, in der bei Luftdurchtritt Blasen (Luftblasen) aufsteigen.
Es gibt eine Anzahl von bekannten Patenten betreffend
Pleurahöhlen-Drainagevorrichtungen mit Unterwasserdichtungen,
die dazu dienen, daß atmosphärische Luft nicht in die
Pleurahöhle des Patienten gelangen kann, der mit der Vorrichtung
verbunden ist. Die in den US-PS 33 63 626 und
33 63 627 beschriebenen Pleurahöhlen-Drainagevorrichtungen,
die typisch für den Stand der Technik sind, umfassen eine
Sammelkammer, eine Unterwasser-Dichtungskammer und eine
Manometerkammer. Ein Drainagerohr verbindet die Sammelkammer
mit der Pleurahöhle des Patienten. Außerdem ist an
der anderen Seite der Unterwasserdichtung eine Öffnung
vorgesehen, die die Drainagevorrichtung mit einer Absaugeinrichtung
verbindet. Beim Betrieb reguliert der Wasserstand
innerhalb der Manometerkammer die Absaugung von der
Absaugeinrichtung, um den gewünschten Vakuumgrad in der
Sammelkammer und in der Pleurahöhle des Patienten zu gewährleisten.
Fluide aus der Pleurahöhle werden in der Sammelkammer
gesammelt, und die Gase aus der Pleurahöhle passieren
die Unterwasserdichtung in Form von Blasen.
Weiterhin ist aus der US-PS 36 83 913 eine Draingevorrichtung
bekannt, die eine Sammelkammer zur Aufnahme von Fluiden aus einer
Körperhöhle eines Patienten, einen Anschluß für eine Vakuumquelle
und eine entsprechende Anzeigevorrichtung für mit den Fluiden
abgesaugte Luft, bestehend aus einem zwischen der Sammelkammer und
dem Anschluß angeordneten Gefäß, das mit einer Flüssigkeit gefüllt
ist, in der bei Luftdurchtritt Luftblasen aufsteigen, aufweist.
Ergänzend wird noch auf die US-PS 44 53 937 verwiesen, aus der
eine Drainagevorrichtung mit einem Durchflußmesser anderer Bauart
bekannt ist, nämlich mit einem Schwebekörper, der in einem
senkrechten Rohr in Abhängigkeit vom Luftstrom aufsteigt.
Pleurahöhlen-Drainagevorrichtungen der vorstehend beschriebenen
Art mit einer Unterwasserdichtung funktionieren hinsichtlich der Aufrechterhaltung
des gewünschten Vakuumgrades in der Pleurahöhle,
wobei die Unterwasserdichtung eine Einrichtung darstellt,
die den Eintritt von atmosphärischer Luft in die Pleurahöhle
verhütet für den Fall, daß beispielsweise die Vorrichtung
von der Absaugeinrichtung getrennt wird. Es wurde
gefunden, daß die Unterwasserdichtung auch eine weitere
wichtige Funktion erfüllt. Ärzte, die die Unterwasserdichtung
überwachen, beobachten den Durchgang von Luftblasen
durch die Dichtung und können aus der Häufigkeit
des Durchgangs dieser Blasen die Stärke des Luftflecks in
der Pleurahöhle des Patienten beurteilen. Diese Funktion
der Unterwasserdichtung als diganostisches Instrument ist
wichtig; die vorliegende Erfindung dient der Verbesserung
dieser Funktion, so daß der Arzt genauer den Zustand des
Patienten bestimmen kann, selbst wenn die Zeit, die er
dem Patienten widmen kann, relativ begrenzt ist. Die Schwierigkeiten,
denen man bei den Drainagevorrichtungen des Standes
der Technik begegnet, treten beispielsweise dann auf,
wenn keine oder nur eine einzige Blase die Unterwasserdichtung
in der Zeit passiert, während der Arzt sich mit
dem Patienten befaßt. Unter diesen Umständen kann der Arzt
weder das Zeitintervall zwischen den Blasen noch das
Gesamtvolumen, das in einer vorgegebenen Zeit aus der
Pleurahöhle austritt, bestimmen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die bekannten,
mit einer Unterwasserdichtung versehenen Drainagevorrichtungen
in der Weise zu verbessern, daß in einer ersten Variante der
zeitliche Abstand zwischen den Blasen und in einer zweiten
Variante deren Zahl über einen vorgesehenen Zeitintervall
erfaßt und jeweils zur Anzeige gebracht werden kann.
Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß die Drainagevorrichtung
zusätzlich mindestens eine optoelektronische Blasen-Detektoreinrichtung
(20, 22) aufweist, deren Ausgangssignal sowohl einem
Blasenzähler (120), der die Anzahl der während einer vorgegebenen
Zeitspanne erfaßten Blasen addiert, als auch einer Zeitmeß-
Einrichtung den Blasen bzw. seit dem letzten Durchgang einer Blase
durch das Gefäß anzeigt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird somit eine Vorrichtung zur
Anzeige der Anwesenheit einer Blase zur Verfügung gestellt,
die die Unterwasserdichtung einer Pleurahöhlen-Drainagevorrichtung
passiert. Die Anzeigevorrichtung gibt ein Signal
zu einer Einrichtung, die die vergangene Zeit zwischen den
Blasen anzeigt. Die Einrichtung stellt eine Uhr oder einen
Zähler wieder auf Null beim Durchgang jeder Blase durch
die Dichtung. Auf diese Weise kann der Arzt durch Beobachtung
einer visuellen Anzeige, mit der die Einrichtung ausgerüstet
ist, die vergangene Zeit sofort feststellen, seit
die Einrichtung zurückgestellt wurde und wieviel Zeit seit der
letzten Blase, die die Dichtung passiert hat, verstrichen
ist. Ein weiterer Zähler empfängt auch das Blasen-Detektor-
signal und zählt die gesamte Anzahl von Blasen während
einer bestimmten Zeitspanne. Diese Information befähigt
den Arzt, das Gesamtvolumen an Luftverlust aus der Pleurahöhle
während dieser Zeitspanne zu bestimmen. Der Arzt
ist dadurch beser ausgestattet, um feststellen zu können,
wann die Pleurahöhle des Patienten geheilt ist.
Die Erfindung wird weiterhin anhand der Fig. 1 bis 5 erläutert.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine Detektorkammer
für eine Drainagevorrichtung;
Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch die Detektorkammer
entlang der Linie 2-2 in Fig. 1 mit der
daran anliegenden Blasen-Detektoreinrichtung;
Fig. 3 zeigt in schematischer Darstellung einen Schaltkreis,
teilweise in Blockform, in Verbindung mit der
Blasendetektoreinrichtung, aufgebaut entsprechend
einer bevorzugten Ausführungsform gemäß der
Erfindung;
Fig. 4 zeigt in schematischer Darstellung einen Schaltkreis
des Kontrollschaltkreises von Fig. 3; und
Fig. 5 zeigt ein Blockdiagramm einer Auswerte- und Anzeige-
Einheit gemäß einer bevorzugten Ausführungsform.
Die in den Zeichnungen angegebenen Bezugszeichen haben in
allen Figuren die gleiche Bedeutung. Mit dem in Fig. 1 angegebenen
Bezugszeichen 1 ist die Blasendetektorkammer bezeichnet.
Diese Kammer kann den unteren Teil der U-förmig
geformten Unterwasserdichtung gemäß der eingangs
genannten US-PS 33 63 626 ersetzen. Alternativ kann die
Detektorkammer 1 mit Drainagevorrichtungen eingesetzt
werden, die zur Verhinderung des Eindringens von atmosphärischer
Luft in die Pleurahöhle anstelle einer Unterwasserdichtung
Einwegventile aufweisen.
Die Detektorkammer 1 hat eine Bodenwand 2, eine Deckenwand
7 und die Seitenwände 3, 4, 5 und 6. Die Unterteilung
der Detektorkammer ist durch eine vertikale Trennwand 8 gegeben,
die die Detektorkammer in zwei Kammern
teilt, und zwar in die kleine Kammer 9 und die große
Kammer 10. Ausgänge 11 und 12 sind in der Deckenwand 7 angeordnet,
um sowohl einen Durchgang durch die kleine Kammer 9
als auch durch die große Kammer 10 zu gewährleisten.
Wenn die Detektorkammer 1 anstelle der Unterwasserdichtungskammer
einer Pleurahöhlen-Drainagevorrichtung eingesetzt
wird, ist der Auslaß 11 der kleinen Kammer 9 der Unterwasserdichtungskammer
mit der Sammelkammer verbunden. Der an der
großen Kammer 10 der Unterwasserdichtungskammer befindliche
Auslaß 12 ist mit der Absaugeinrichtung verbunden.
Ein Sockel 13, der sich über den gesamten Boden der großen
Kammer 10 erstreckt, ist mit einem relativ engen Durchgang
14 versehen. Eine schmale Öffnung 16, die sich im
unteren Teil der Trennwand 8 befindet, steht mit dem Durchgang
14 in Verbindung und verbindet auf diese Weise die
kleine Kammer 9 mit der großen Kammer 10 der Detektorkammer
1.
Bei Gebrauch befindet sich in der Detektorkammer 1 Wasser,
und wenn die kleine Kammer 9 mit der Sammelkammer einer
Drainagevorrichtung und die große Kammer 10 mit einer
Absaugeinrichtung verbunden ist, wird jegliche Luft, die
sich in der Pleurahöhle des Patienten befindet, der mit
der Drainagevorrichtung verbunden ist, durch das in der
Detektorkammer befindliche Wasser in Form von Blasen gesaugt
und geht durch die große Kammer 10 zur Absaugeinrichtung.
Die Blasen gehen dabei durch den Durchgang 16
in der Trennwand 8 und durch den Durchgang 14 im Sockel 13.
In Fig. 2 sind die Einrichtungen gezeigt, die eingesetzt
sind, um das Auftreten von Blasen innerhalb der Detektorkammer
Fig. 1 anzuzeigen. Ein Prisma 17 ist der Seitenwand
6 der Detektorkammer 1 so angeordnet, daß es sich
gegenüber den Durchgängen 14 und 16 befindet. Ein Infrarot-
Strahler oder eine andere Lichtquelle, bezeichnet mit 20,
ist an der einen äußeren Fläche des Prismas 17 und ein
Infrarot-Detektor oder Licht-Detektor 22 ist an der anderen
äußeren Fläche des Prismas 17 angeordnet. Das durch den
Strahler 20 ausgestrahlte Licht geht direkt sowohl durch
das Prisma 17 als auch durch das im Durchgang 14 befindliche
Wasser. Demzufolge wird kein Signal von dem Detektor
22 empfangen, wenn keine Blase den Durchgang 14 passiert.
Wenn jedoch eine Blase durch den Durchgang 14 perlt,
wird das durch den Strahler 20 ausgestrahlte Licht von der
Blase reflektiert und durch die andere Fläche des Prismas
17 zu dem Detektor 22 geleitet und übermittelt ein Signal
durch den nachfolgend beschriebenen Sensorschaltkreis.
Es ist möglich, daß eine Vielzahl von Lichtstrahlen und
Detektoren entlang des Weges der Blasen durch die große
Kammer 10 angeordnet sein können, um eine Erfassung aller
durchperlenden Blasen sicherzustellen, um im Falle falscher
Signale eine Beeinflussung der nachfolgend beschriebenen
Schaltung zu verhüten.
Es ist auch möglich, das Prisma 17 fortzulassen und den
Detektor an der anderen Seite der Detektorkammer 10 gegenüber
dem Lichtstrahler 20 anzuordnen. Diese Konstruktion
übermittelt ein Signal, solange keine Blase da ist. Ist
dagegen eine Blase da, die das Licht des Strahlers 20 reflektiert,
wird kein Signal übermittelt.
Es ist ferner möglich, daß die Vorrichtung so konstruiert
ist, daß sie auf die Anwesenheit von Luft in Abwesenheit
von Wasser anspricht. Beispielsweise können Strahler auf
der einen Seite der kleinen Kammer 9 der U-Rohr-Unterwasserdichtung
in einer Drainagevorrichtung gemäß der vorstehend
angegebenen US-PS 33 63 626 und die Detektoren
auf der gegenüberliegenden Seite der Unterwasserdichtung
angeordnet sein. Wenn ein Luftleck in der Pleurahöhle auftritt,
wird das Wasser in die kleine Kammer 9 der Unterwasserdichtung
in die große Kammer 10 gedrückt, und die
Detektoren, die entlang der kleinen Kammer 9 angeordnet
sind, zeigen die Abwesenheit von Wasser an und erzeugen
ein Signal, das einen Luftverlust in der Pleurahöhle anzeigt.
Fig. 3 zeigt ein schematisches Schaltbild einer bevorzugten
Ausführungsform der erfindungsgemäß angewandten
Schaltung. Ein besonderer Vorteil dieser Schaltung besteht
darin, daß sie auf elektronischem Wege gegen die
Einwirkung von Umgebungslicht geschützt ist. Charakteristische
Schaltungswerte sind in der Figur angegeben.
Der vorstehend angeführte und in Fig. 2 mit 20 gekennzeichnete
Strahler ist eine Licht
emittierende Diode (LED) 50, die über einen Widerstand 52
mit einem Schalttransistor 54 in Reihe geschaltet ist. Der
vorher beschriebene und in Fig. 2 mit 22 gekennzeichnete
Detektor ist durch einen Fototransistor 56 gebildet,
der Licht von der LED 50 empfängt. Der Emitter des Fototransistors
56 ist über eine parallelgeschaltete Reihenschaltung
aus einem variablen Widerstand 58 und einem Festwiderstand
60 sowie über einen in Serie liegenden Kondensator
62 zugleich mit einem parallelgeschalteten Schalter
64 und einem in Reihe liegenden Schalter 66 verbunden.
Das Umschalten der Schalter 64 und 66 wird durch eine in
Fig. 4 dargestellte Steuerschaltung 68 gesteuert, die im
wesentlichen aus einem Oszillatorkreis zur Ansteuerung der
LED 50 und des Fototransistors 56 besteht. Ein Ausgang
der Steuerschaltung 68 ist, wie aus Fig. 3 und 4 ersichtlich,
über einen Widerstand 70 mit der Basis des Transistors
54 verbunden. Die Schalter 64 und 66 arbeiten in
Verbindung mit dem Kondensator 62, einem weiteren parallelgeschalteten
Kondensator 72 und der Steuerschaltung 68
hauptsächlich als Tastspeicherschaltung zum Abtasten und
Halten des Ausgangssignals des Fototransistors 56. Die
Steuerschaltung wird weiter unten im einzelnen beschrieben.
Der Schalter 66 ist über den parallelgeschalteten Kondensator
72 mit einem Eingang eines Operationsverstärkers 74
verbunden, der zur Pufferung des Eingangssignals dient.
Der Ausgang des Operationsverstärkers 74 ist zugleich über
einen Widerstand 76 an eine Ausgangsklemme "ANALOG OUT"
und über einen Serienwiderstand 80 an einen Eingang eines
weiteren Operationsverstärkers 78 angeschlossen. Der andere,
positive Eingang des Operationsverstärkers 78 ist über einen
Widerstand 82 mit dem Abgriff eines in Serie zu einem Widerstand
86 liegenden Potentiometers 84 verbunden. Zwischen
dem Ausgang und dem positiven Eingang des Operationsverstärkers
78 ist ein Rückkopplungswiderstand 88 eingesschaltet.
Der Operationsverstärker 78 arbeitet im wesentlichen
als Schmitt-Trigger und dient dazu, dem Eingangssignal
Rechteckform zu geben. Das Potentiometer 84 wird
zur Festlegung des Schaltschwellwertes benutzt. Der Ausgang
des Operationsverstärkers 78 ist über einen Serienwiderstand
90 mit einem Inverter 92 verbunden, der das
Signal inverteirt und weiter puffert und dessen Ausgang
den Detektorausgang bildet.
Gemäß Fig. 4 enthält die Steuerschaltung 68 einen Inverter
94 und einen dazu parallelgeschalteten Widerstand 96,
die zusammen einen Oszillatorkreis bilden. Zwischen dem
Eingang des Inverters 94 und Masse ist ein Kondensator 98
eingeschaltet. Der Ausgang des Inverters 94 ist über ein
aus einem Längswiderstand 100 und einer Querkapazität 102
bestehenden Phasenschieber-Netzwerk mit einem weiteren
Inverter 104 direkt mit einem Eingang eines ersten NAND-
Gatters 106 und über einen weiteren Inverter 108 mit einem
Eingang eines zweiten NAND-Gatters 110 verbunden. Der
zweite Eingang des ersten NAND-Gatters 106 entspricht dem
Ausgang des Inverters 104, dem ein weiterer Inverter 112
nachgeschaltet ist. Der Ausgang des Inverters 112 ist
einerseits mit dem zweiten Eingang des zweiten NAND-Gatters
110 verbunden und bildet andererseits den Eingang "B" des
Transistors 54. In einer beispielhaften Ausführung wird
der Transistor 54 durch die Steuerschaltung 68 bei einer
Frequenz von 1 kHz geschaltet.
Die NAND-Gatter 106 und 110 arbeiten in der Hauptsache als
Differenzierglieder; ihre durch die Inverter 114 und 116
invertierten Ausgangssignale bilden in dieser Reihenfolge
die Eingangssignale für den in Reihe liegenden Schalter 66
und den parallelliegenden Schalter 64. Hinsichtlich dieses
Aspekts der Arbeitsweise der Steuerschaltung 68 wirkt
die Steuerung so, daß kurz vor dem Einschalten der LED 50
der Schalter 64 eingeschaltet und damit der Kondensator 62
an Masse gelegt wird. Dann wird die LED 50 eingeschaltet,
wodurch das Ausgangspotential des Fototransistors 56 ansteigt.
Kurz bevor die LED 50 ausgeschaltet wird, wird der
Schalter 66 eingeschaltet und damit der Ausgang des Fototransistors
56 an den Kondensator 72 gelegt, so daß die
daran anliegende Spannung ein Maß ist für die Änderung der
Detektorspannung während jedes Ein-/Ausschalt-Intervalls
der LED 50.
Ein weiterer Zweck der Steuerschaltung 68 besteht in Energieeinsparungen,
besonders bei Benutzung batteriegespeister
Geräte. Prizipiell kann jedoch auch, falls gewünscht, der
Sendeteil dieser Schaltung für kontinuierlichen Betrieb
vorgesehen werden.
In Fig. 5 ist die Systemausgangsschaltung (Auswerte- und Anzeige-Einheit) gezeigt. Aus
Redundanzgründen werden drei, der in Fig. 3 dargestellten
Schaltung entsprechende Schaltungen benutzt, welche an
die drei Eingänge einer Mehrheitslogikschaltung 118 angeschlossen sind.
Wenn zwei oder drei der Eingänge das Vorhandensein einer
Blase indizieren, wird ein Ausgangssignal "Blase festgestellt"
erzeugt. Der Ausgang der Mehrheitslogikschaltung
118 ist mit einem Blasenzähler-Anzeigegerät 120 und mit
einem Rückstelleingang eines Anzeigegerätes 122 für den
Zeitabstand zwischen den Blasen verbunden. Das Blasenzähler-
Anzeigegerät 120 erhält ein Zeit-Eingangssignal,
wie z. B. Stunden oder Minuten, und erzeugt ein Ausgangssignal,
das der Anzahl von Blasen entspricht, die in einem
vorbestimmten Zeitintervall festgestellt werden. Das Anzeigegerät
122 erhält ein Zeitreferenz-Eingangssignal von
sehr kurzer Dauer (z. B. 0,1 Sekunden bei einer beispielhaften
Ausführungsform) und enthält im wesentlichen einen
Zähler zum Zählen der Anzahl von Eingangsimpulsen bis zur
Rückstellung durch ein Signal "Blase festgestellt", womit
eine Anzeige des Zeitabstandes zwischen den einzelnen
Blasen erfolgt.
Claims (3)
1. Drainagevorrichtung mit einer Sammelkammer zur Aufnahme
von Fluiden aus einer Körperhöhle eines Patienten, mit
einem Anschluß für eine Vakuumquelle und mit einer Anzeigevorrichtung
für mit den Fluiden abgesaugte Luft,
bestehend aus einem zwischen der Sammelkammer und dem
Anschluß angeordneten Gefäß, das mit einer Flüssigkeit
gefüllt ist, in der bei Luftdurchtritt Blasen (Luftblasen) aufsteigen,
dadurch gekennzeichnet, daß die Drainagevorrichtung zusätzlich mindestens
eine optoelektronische Blasen-Detektoreinrichtung
(20, 22) aufweist, deren Ausgangssignal
sowohl einem
Blasenzähler (120), der die Anzahl der
während einer vorgegebenen Zeitspanne erfaßten Blasen addiert, als auch einer
Zeitmeß-Einrichtung (122) zugeführt wird, die die verstrichene
Zeit zwischen den Blasen bzw. seit dem letzten
Durchgang einer Blase durch das Gefäß anzeigt.
2. Drainagevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Gefäß, das mit einer Flüssigkeit gefüllt
ist, eine Unterwasserdichtungskammer (1) ist und daß
die Detektoreinrichtung (20, 22) einen Infrarotstrahler
(20), einen Detektor (22) und ein Prisma (17) umfaßt,
welches das von den durch die Unterwasserdichtungskammer (1) perlenden
Blasen reflektierte Licht zum Detektor (22) leitet.
3. Drainagevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das Gefäß, das mit einer Flüssigkeit
gefüllt ist, durch eine vertikale Trennwand (8) nach Art einer U-Rohr-Unterwasserdichtung
in eine kleine (9) und eine große Kammer (10) unterteilt ist,
welche die beiden U-Schenkel bilden, und daß die
Blasen-Detektoreinrichtung (20, 22) an der
kleinen Kammer 9
angeordnet ist und ein Signal
erzeugt, sobald in diesem Schenkel, bedingt durch ein
Luftleck, keine Flüssigkeit mehr ist.
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