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Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung und Regulierung
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von Sörperflüssigkeitswerten Die Erfindung betrifft ein Verfahren
und eine implantierbare Vorrichtung zur automatischen Erkennung und Regulierung
von abnormen Körperflüssigkeitswerten, insbesondere Jedoch von Blutwerten, die durch
computergesteuerte Medikamentdosierungen zu menschlichen oder tierischen Organen
reguliert werden sollen.
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tSörperflüssigkeiten wie Magensaft, Galle, Blut, Harn usw. werden
überwiegend durch Klinisch-chemische Untersuchungen mittels Nachweisreagenzen, durch
Titrimetrie, visuelle tolometrie, enzymatisch, oder durch Photometrie usw. mittels
entsprechenden Laborgeräten im medizinischen laboratorium analysiert bzw. gemessen.
Blut wird u.a. mit gerinnungshemmenden Zusätzen vermischt, dadurch kann das Meßergebnis
z. B. bei Hormonprofilen negativ beeinflußt werden. Bei vielen Krankheiten die einzeln
aber auch gemeinsam auftreten können wie z. B. Rheuma und starke Blutbildveränderungen,
Bluthochdruck und Hormonstörungen, Gicht und Diabetes mellitus usw. sind mehrere
Organe so geschädigt, daß oftmals sehr abnorme törperflüssigkeitsmeßwerte festgestellt
werden. Dem Patienten müssen dann über eine lange Zeit u.U. mehrere Medikamente
verabreicht werden, bei denen eine sehr genaue Dosierung erforderlich ist. Relativ
genaue oder fehlerhafte Dosierungen kann der Patient u.U. mit einem Blutdruckmeßgerät
oder durch enzymatische Harn- bzw. Blutzuckerbestimmung zwar selbst feststellen.
aber bei häufigen Fehldosierungen eine Schädigung anderer gesunder Organe nicht
verhindern.
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Die Anwendung von implantierbaren Infusionsgeräten zur dosierbaren
Abgabe
von Medike.menten in den menschlichen oder tierischen drganismus.
ist bisher nur im begrenzten Umfang möglich, da zuviele Probleme noch nicht ausreichend
gelöst wurden. Daher wurden bereits viele unterschiedliche Gerate mit denen u.a.
auch das Problem der elektrischen Energieversorgung gelöst werden soll, entwickelt.
Infusionsgeräte in denen in einer Flüssigkeits-und Dampfdicht verschlossenen rammer
eine physiologische chemische Flüssigkeit eingefüllt ist, die unter den Einfluß
gleichbleibender Xörpertemperatur einen konstanten Dampfdruck erzeugt, durch den
das Medikament aus einer zweiten rammer über einen Katheter zur Infusionsstelle
gelangt, haben den Vorteil keine elektrische Energie zu verbrauchen. Nachteilig
ist eine beschränkte Anwendung und daß es bei Körpertemperaturveränderungen zu Fehldosierungen
kommt.
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Zur Fernsteuerung von Signalen zu einem implantierten Infusionsgerät
können Mteuervorrichtungen mit induktiver Mignalübertragung verwendet werden.
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Dabei kann aber nicht ausgeschlossen werder daß das Steuerprogramm
zur dosierbaren Medikamentabgabe durch andere magnetische Felder störend beeinflußt
wird, so daß der Patient durch einen verminderten oder erhöhten -MedikamentenausstoS
gefährdet wird. Es wurde mit der DE-OS 29 20 976.5-55 einc Steuervorrichtung für
implantierbare Infusionsgeräte zur dosisrbaren Abgabe von Flüssigkeiten angegeben.
Mit der diese Nachteile dadurch behoben werden sollen, daß das seperate Steuergerät
einen Codierer und die Steuerschaltung im Gerätegehäuse einen Decodierer für die
induktiv übertragenen Signale aufweisen, wobei aber speziell mittels Codierer!Decodierer
entweder jedes einzelne Steuersignal für die Förder- und Dosiereinheit im Gerätegehäuse
einzeln nach vorgegebenem Code oder aber gesamte Signalfolgen als Steuerprogramm,
das in der Betriebs schaltung des implantierten Getätegehäuses zugeordneten Speichern
abgelegt wird, mit Schlüssel signalen nach vorgegebenen Code übertragbar sind. Die
Infusionsabgabe kann von einem externen Steuergerät dadurch gesteuert werden. indem
ein Motortreiber der in einem aus körperverträglichem Titan bestehenden Infusionsgerst
installiert ist. angesteuert wird. Der Motortreiber betätigt den Schrittmotor einer
Rollenpumpe als aktive Förder- und Dosiereinheit. Mittels Rollenpumpe wird die Infusionsflüssigkeit
aus einem Vorratsbehälter über einen Förderschlauch bis rum Anschluß eines Katheters
gefördert. Der Xatheter ist mit seinem proximalen Ende in einer Vene plaziert, so
daß die Infusion intravenös erfolgt.
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Bei der Diabetes mellitus Therapie sind Nach körperextern angeordnete
Insulin Infusionspumpen im Einsatz, die mit einem Katheter an den Kreislauf des
Patienten angeschlossen sind und nach einem vorprogrammierbaren Steuerprogramm arbeiten,
das vom Patienten mittels einer telemetrischen Steuervorrichtung direkt beeinflußt
werden kann um eine erforderliche Menge Insulin zu Jeder Mahlzeit abzurufen. Zum
Vorteil des Patienten wird u.a. die Stoffwechseleinstellung gleichmaßiger, dadurch
können diabetische Spätkomplikationen besser vermieden oder verzögert werden.
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Mit den Insulin Infusionsgeräten wurde eine wesentliche Verbesserung
gegenüber den täglichen Injektionen erreicht, dennoch treten Nachteile auf die scih
für den Patienten ungünstig auswirken können. Unter anderem kommt es an der Eintrittsstelle
des spitzen Inäektionsnadel-Katheters immer wieder zu Entzündungen und Hautreizungen
und an einem intravenös plazierten Katheter kann eine lebensbedrohliche Thrombenbildung
verursacht werden. Implantierbare oder in einem Katheter angeordnete enzymatische,
elektrochemische oder photometrische Blutglucosekonzentrationssensoren werden durch
Biutrückstande so beeinflußt. daß die abgegebenen Meßwerte meistens nach 4 - 10
Tagen unbrauchbar sind und in Wirkverbindung mit einem selbsttätig regelnden implantierbaren
Infusionsgerät die bereits bestehende Gefahr, insbesondere einer Hypoglykamie oder
Hyperglykamie durch eine Fehldosierung erheblich vergröoert werden würde. Zumal
durch die Förderleistung einer Pumpe noc-. keine den jeweiligen akuten Bedarf angemessenz
Infusion möglich ist und eine zweite gegenregulierende Infusion nicht automatisch
erfolgen kann, außerdem kann es auch durch Medikamentkristallisation in der Mediks.mentzufü.hrungskapillare
oder durch Gewebebildung am proximalen Katheterende zu Fehldosierungen kommen.
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Störungssignale, die einen technischen Defekt oder ähnlich wichtiges
anzeigen, empfängt der Patient auf telemetrischen Wege als akustisches Signal, dies
wird vom Patienten als Nachteil empfun.den,da u.a. auch die Umwelt informiert wird,
Hörgeschadigte sind besonders benachteiligt. Weiterhin erhält der Patient keine
genauen Informationen über den Medikamenteverbrauch-oder vorrat. Zum Batterie- bzw.
Bauelementeaustausch ist eine Operation erforderlLch. Die niedrigere Xörperfremde
Implantattemperatur kann Antigenefördernd sein. Durch relativ wenige Laboruntersuchungen
kann sich der Krankheitsverlauf, bedingt durch eine ungenau dosierte Therapie u.U.
so verschlechtern. daß eine Teil- bzw. Totaloperation eines Organs erforderlich
wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Schwieriskeiten
abzubauen und ein Verfahren nebst Vorrichtung zur Erkennung und Regulierung von
törperflüsslgkeiten wie z. B. Magensaft, Galle, Harn usw. insbesondere Jedoch Blut
sowie den Blutdruck Körperintern u.a. mit Meßgeräten und Verfahren der Labormedizin
pernament genau in vivo und/oder in vitro zu messen.
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Bei abnormen Meßwerten, den Jeweiligen Erfordernissen entsprechend,
auch mehrere unterschiedliche Medikamente und Medikamentdosierungen u.a. intravenös
an der Blutgeschwindigkeit orientiert regulirend in den Organismus einzubringen.
Die hierfür erforderlichen Meß- und Versorgungsgeräte im beschränkten Umfang Körperintern
zu warten und zur Verminderung von Operationen und Organverletzungen Bauelemente
ausgetauscht und Nachweisreagenzen, Medikamente usw. nachgefüllt werden können.
Das Implantatgewicht und -volumen bei verbesserten Infusionsflüssigkeitsvorrat zu
vermindern.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst daß die zu meßende
Körperflüssigkeit in ein, in den Kreislauf integrierbares. durch ein Implantatgehause
geschütztes, aus einem künslichen physiologischen Venenverzweigungssystem bestehendes
Mikrolabor eingebracht wird, das für die jeweiligen Meßzwecke und für die subkutane
und!oder intrvenöse Medikamentzuführung beliebig gestaltet hergerichtet und u.a.
mit solchen optoelektronischen Baugliedern und Meßsensoren ausgerüstet werden kann,
daß pernament Körperflüssigkeit in vivo und/oder in vitro auch mit allen automatisch
durchführbaren entsprechend miniaturisierten, optoelektronischen und mikromechanischen
Meßgeräten und Verfahren der Labormedizin gemessen werden kann. Diese Meßsensoren,
mit solchen mikroelektronischen Bausteinen in Wirkverbindung stehen die das vom
Meßsensor erzeugte Meßwertsignal auswerten und/oder gegebenfalls so weiterverarbeiten,
daß von einen Mikroprozessor-System gesteuert, den Meßwertsignalen entsprechend
u.a. mittels eines elektromagnetisch linear bewegbaren Medikamentenkolben, das gespeöcherte
Medikament dosiert subkutan und/oder intravenös bzw. intusvenös in den Organismus
des Patienten infundiert wird, welches zur Sollwerterhaltung erforderllch wird.
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Zur ProzeßUberwachung und Steuerung wird das Mikrolabor vor der liplantation
von Fachleuten mit den entsprechenden Oomputerprogranmen, MeBsubstanzen, Meßgeräten
und InJektionsnadeln ausgestaltet, die für die Jeweilige Therapie erforderlich sind.
Zum Beispiel können elektrochemische, enzymatische, Llinisch-chemische sowie qualitative
oder quantitative [örperflüssigkeitsuntersuchungen mittels Nachweisreagenzen durch
polarimetrische und/oder photometrische Meßverfahren u.a. mittels Fotozellen, Fotodioden.
Fototransistoren, Twnw Prismen, unterschiedliche optische Lichtfilter wie Sch#Xchungsfilter,
Interferenzfilter usw. durchgeführt werden. Diese Moßsensoren, die sich auch für
feine Regel- und Steuerungsvorgänge eignen, stehen mit solchen mikroelektronischen
Bausteinen in Wirkverbindung, die mit einen aus einem Mikroprotessor-System bestehenden
entsprechend programmierten Mikrocomputer verbunden werden können G. B. Analog-DigitalwandlerJ
Schaltelemente, Stellglieder, Zeitglied, Zähler, Meßumformer usw.
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Entsprechendes gilt fUr die Aüsgestaltung des Iaborvenenverzweigungssystem
dessen Meß- und Regelstrecken aus physiologischen Material bestehen und z. B.
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insgesamt 0,035 m aber auch 0>15 m lang sein können, das Material
ist an den Meßstellen gut lichtdurchlässig. Der Veneninnendurchmesser, sowie die
geometrische Gestalt und die Materialeigenschaften können auch sehr unterschiedlich
sein, wenn z. B. bei der Diabetesbehandlung u.a. das physikalische Verhalten des
Blutes untersucht werden soll, das durch mehrere Blutsubstanzen beeinflußt wird.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen und durch die
Beschre ibung von verschiedenen Ausführungsbe ispielen naher erläutert.
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Es zeigt in schematischer Vereinfachung: Fig. 1/1 Ein erstes Ausführungsbeispiel
bei dem die Blutgeschwindigkeit und unterschiedliche Blutsubstanzen bei Diabetes
mellitus und Thrombose mit dem Mikrolabor bestimmt werden, Fig. 1/2 Ein Prinzip
der Medikamentförderung- und dosierung nach der Fig. 1/1, Die Fig. 1/3, 1/4 und
1/5 zeigen Ausführungsbeispiele für den Austausch von Meß- und Versorgungsgeräten
nach der Fig. 1/1, Fig. 2/1 Eine weitere Modifikation der Medikamentförderung- und
dosierung, Fig. 2/2 Ein weiteres Ausführungsbeispiel zur Untersuchung der Körperflüssigkeit
und der Medikamentzuführung.
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In den Figuren sind identische Teile mit den gleichen Bezugszeichen
versehen.
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Die in F i g. 1/1 dargestellte natürliche Vene 1 verbindet und integriert
durch die Nahtstellen 1 a und 1 b, das, aus den Xeß- und Regelstrecken A, B, C und
D bestehende Labor-Venenverzweigungssystem 2 mit den Blutkreislauf.
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Das Labor-Venenverzweigungssystem 2 ist im Mikrolabor 5 integriert
und zur Blutuntersuchung bei der Diabetesbehandlung so hergerichtet, das u.a. die
Fließeigenschaften , die Geschwindigkeit, die Glucose- und die Thrombenkonrentratlon
des Blutes untersucht und beeinflußt werden können. Das Blut fließt in die Meß-
und Regelstrecke A, die hinter der Nahtstelle 1 a beginnt. Der Veneninnendurchmesser
beträgt 0,5 mm. Die elektromagnetischen Ventile B 1 und B 2 verschließen die Meß-
und Regelstrecke B dessen Veneninnendurchmesser 0,5 mm beträgt. An der Meßstelle
4 ist ein Blut-TemperaturmeBfühler installiert, dessen Messungen vorzugsweise in
vitro aber auch in vivo erfolgen können, dieser Organ-Temperatur-Meßwert wird im
24 Std.
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Rhythmus ermittelt und wird als Körpertemperatur-Istwert, wie auch
die folgenden Istwerte zur Auswertung über einen direkten Verbindungsweg an den
entsprechend ausgestallteten und programmierten Mikrocomputer 5 zum Soll-Istwertvergleich
sowie zur Istwertspeicherung abgegeben und als Blut-Meßwert berucks ichtigt, bei
einer Soll-Istwert-Abweichung können die Temperaturmessungen proportional zur Abweichung
z. B. auch im 4 Std. Rhythmus durchgeführt werden. An der Meßstelle 6 ist in vivo
ein photometrischer Glucosesensor installiert, die Messungen erfolgen im 3 Min.
Rhythmus.
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Durch Meßvergleiche wird bei gleichen Venenvolumen an den Meßstellen
7, 8, 9 und 10 u.a. das Fließverhalten und die Geschwindigkeit gemessen. Das Venenvolumen
wird mittels eines elektromagnetischen Ventils C 1 50 : 50 geteilt, die Venenform
der hier beginnenden Meßstrecke C ist bis zum Ende der Meßstrecke des elektromagnetischen
Ventils C 2 rechteckig. Der Veneninnendurchmesser der Meßstrecke A beträgt vom Ventil
C 1 bis C 2 0,25 mm. Das Blut fließt durch das geöffnete Ventil C 1 in die Meß-
und Regelstrecken A und C zur Meßstelle 7, wo ein Plattenkondensator installiert
ist, als Dielektrikum dient das sich auch mit der Glucose- und Thromenkonzentration
verändernde Blut. Diese und die folgenden Messungen werden im 24 Std. Rhytmus durchgeführt.
An der Meßstelle 8 ist als Lichtsender eine Galliumarsenphoid
-Diode
installiert. Der gebündelte Lichtstrahl durchdringt die lichVt: durchlässige Vene,
die durchgedrungene Lichtintensität des MePstrahl wird von einem Fototransistor
empfangen und in ein der Lichtintensität proportionales elektrisches Meßwertsignal
umgewandelt, Mit einem Induktions-Durchf}ußmeßfühler wird an der Meßstelle 9 die
Blut-Geschwindigkeit gemessen. An der Meßstelle 10 ist als Lichtsender eine Galliumarsenphoid-Diode
und als Lichtempfänger ein Fototransistor installiert.
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Um weitere Meßwerte für die Blutuntersuchung zu erhalten, wird das
Fließverhalten des Blutes das u.a. von der Größe des Venengefairadius beeinflußt
wird, in der Meß- und Regelstrecke D im 36 Std. Rhythmus gemessen. An den Meßstellen
11 - 14 sind als Lichtsender Galliumphosphid-Dioden installiert, als Lichtempfänger
dienen Fototransistoren, die elektromagnetischen Ventile D 1, D 2 und die Lichtempfänger
11 - 14 stehen u.a. zur Geschwindigkeitsmessung in Wirkverbindung mit einen Zeitglied,
das dem Mikrocomputer 5 zugeordnet ist. Die elektromagnetischen Ventile D 1 und
D 2 werden gleichseitig geöffnet, der Öfinungsseitpunkt wird vom Mikrocomputer zur
Auswertung erfaßt und registriert. Das Blut fließt nun durch das geöffnete Ventil
D 1 in die Meßstrecke D dessen Veneninnendurchmesser von der EinfluBöffnung des
Ventils D 1 bis zum Ende der Meßstelle 11 800ltm beträgt. Das hier, bei der Meßstelle
11 und bei den Meßstellen 12, 13 und 14 bei der Blutankunft vom Fototransistor erzeugte
Meßsignal wird vom Mikrocomputer 5 zeitmäßig registriert. Der Veneninnendurchmesser
beträgt vom Ende der Meßstelle 11 bis zum Ende der Meßstelle 12 400 /M m ron hier
bis zum Ende der Meßstelle 13 beträgt der Veneninnendurchmesser 150 m und von hier
bis zur Meßstelle 14 bis hin zum elektromagnetischen Ventil D 2 dem Endpunkt der
Meßstrecke D beträgt der Venenkapillarinnendurchmesser 50/ihm. Nach Abschluß dieser
Messungen schließt zuerst das Ventil D 1 und zeitverzögert das Ventil D 2, so daß
das Blut nun nur zum Ende der Meß- und Regelstrecke A und in der natürlichen Vene
1 weiterfließen kann. Das in der Meß- und Regelstrecke D verbliebenen
Blut
wird noch einmal im Stillstand gemessen.
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Gemäß Computerprogramm werden die Meßwerte der Meßstellen 6, 7. und
9 in Bezug zueinander ausgewertet. Die Meßwerte der Meßstellen 8 und 10 werden hinsichtlich
der optischen Blutdichte ebenfalls berücksichtigt. Weiterhin werden aufgrund dieser
Meßergebnisse die Meßwerte der Meßstellen 11. 12 13 und 14, hinsichtlich der Blutgeschwindigkeit
und der optischen Dichte und das Fließverhalten des Blutes zwecks Medikamentezuführung
bewertet.
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Die Meßstrecke D kann auch mit einen oder mehreren Meßräumen ausgestaltet
werden. Der Meßraum wird durch elektromechanische Ventile geschlossen und ist ein
Teil der Meßstrecke D dessen lichtdurchlässiges Material kann z. B eine Antikörperbildung
hervorrufen. für einen weiteren Meßraum kann Material verwendet werden das Blut-Plasmabenetzend
oder Blutgerinnungshemmend ist. Die Meßraum können mit Meßgeräten und Meßsubstanzen
ausgestaltet und versorgt werden mit denen auch weitere Blutsubstanzen wie z. B.
der elektrische Leitwert, ph-Wert, harnsSure, Serumeiweiße, Lepoproteine, Normonwerte
usw. bestimmt bzw. analysiert werden können. Zum Meßwertvergleich und zur Bestimmung
der Blutsubstanzen können in Wirkverbindung mit den Mikrocomputer 5 u.a. Klinisch-chemische,
elektrochemische, enzymatische. qualitative, quantitative, photometrische und polarimetrische
Untersuchungsmethoden angewendet werden. Dies wird in den Fig. 1/4 und 2/1 näher
erläutert.
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Die intravenöse computergesteuerte Medikamentzuführung erfolgt durch
die Medikamentzuführungsleitungen I, die in das Labor-Venenverzweigungssystem 2
einmünden, die Reinigungssubstanzen werden nach der computergesteuerten Blutumleitung
in die Meßstrecke B durch die Reinigungsleitungen R und S eingebracht. Dies wird
im Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1/2 näher erläutert.
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Das in der F i g. 1/2 dargestellte Ausführungsbeispiel bezieht sich
auf die Fig. 1/1 und zeigt die steuerbare Förder- und Dosiereinrichtung 40. Die
Zuführungsleitungen I. R S, und die Medikamentekammer M, können homogen im Mikrolabor
7 integriert sein undXoder direkt auch in Wirkverbindung mit einer elektrischen
Infusionspumpe so an das Labor-Venenverzweigungssystem 2 angeschlossen werden, daß
computergesteuert eine oder mehrere auch unterschiedliche Infusionen und Infusionsdosierungen
gleichzeitig intravenös erfolgen können. Gemäß den folgenden Beispiel werden insbesondere
Medikamente und dem Prinzip nach auch Reinigungssubstanzen oder u. U. auch Klinisch-chemische
Substanzen aus den Vorratskammern M und R gefördert und durch die Zuführungsleitungen
I und R in das Labor-Venenverzweigungssystem 2 transfundiert. Um der Medikamentkammer
M 1 sind mehrere einzelne Spulen gewickelt die im Spulengehäuse L 1 installiert
sind. In der Medikamentkammer M 1 befindet sich ein magnetisch steuerbarer Kolben
K 1 mit einer Kolbenstange X 10. Um den elektromagnetisch gesteuerten Bewegungsverlauf
des Kolben K 1 zu erhöhen, ist die Kolbenstange mit einen oder mehreren ferromagnetischen
Zylindern
LM ausgestaltet. Die einzelnen Zylinder LM können etwas länger sein als die einzelnen
Spulen die im Spulengehäuse L11 installiert sind.
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Die Kolbenstange K 10 ist mit Positions-Kennzeichen versehen und steht
zur Geschwindigkeitsmessung und zur Positionsbestimmung mit einen Meßsensor VK in
Wirkverbindung. Die Positionskennzeichen und Geschwindigkeitsmeßwerte werden vom
Meßsensor Vt in elektrische Signale umgewandelt und im 3 Min.
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Rhytmus unmittelbar nach den Glucose-Meßwerten an den Mikrocomputer
5 abgegeben, Das Glucose-Meßergebnis und die Kolben-Position wird vom Mikrocomputer
5 so verarbeitet, daß die Spule u.U. auch in Wirkverbindung mit einer weiteren Spule
angesteuert wird, die für eine Beschleunigung oder Verzögerung bei optimaler elektromagnetischer
Energieausnutzung geeignet ist.
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Der Kolben K 1, der auch auch als Magnet ausgestaltet sein kann, die
Spulen im Spulengehäuse L 1, die Zylinder LM und die Spulen im Spulengehduse L 11
sind so zueinander in Wirkverbindung mit den Meßsensor VK angeordnet, daß auf den
kunstoffverkleideten Kolben K 1 und u.U. der Kolbenstange K 10 den Blutglucose-Meßergebnis
entsprechende computergesteuerte Steuerströme so einwirken können, daß der Kolben
durch Steuerströme elektromagnetisch linear so bewegt wird, daß die Insulinmenge
durch die Zuführungsleitung I 10 und Infusionskapillare I 11 intravenös in das Labor-Venenverzweigungssystem
2 transfusiniert wird, die gemäß den Blutglucose-Meßergebnis erforderlich ist um
den geforderten Blutglucose-Sollwert zu erreichen.
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Um auch erhebliche Glucoseschwankungen durch eine entsprechende Insulinzuführung
zu beherrsehen, zweigen von der Zuführungsleitung I 10 Kapillaren mit unterschiedlichen
Kapillardurchmesser ab. Die ca. 8 mm langen Infusionskapillaren I 11, I 12, I 15
sind durch elektromagnetische Ventile gesichert und münden im Labor-Venenverzweigungssystem
2. Die Insulinzuführung kann u.a. so reguliert werden, daß bei Glucosewerten über
180 mg/dl das Ventil der Infusionskapillare I 11 computergesteuert geschlossen und
das Ventil der
größeren Infusionskappilare I 12 geöffnet wird.
Durch die nun noch wesentlich größere Infusionskapillare I 15 werden bei extrem
hohen Meßergebnissen dosiert Bolusgaben verabreicht. Das Insulin kann auch gleichzeitig
durch zwei Infusionskapillaren transfundiert werden. Wenn programmgemäß keine Steuerströme
auf den Kolben K 1 einwirken wird der Kolben automatisch arretiert, die Arretierung
wird aufgehoben, wenn Steuerströme auf den Kolben K 1 einwirken. Somit kann die
Insulinzufuhr bei einen vorprogrammierten Wert gestoppt werden. Fällt der Glucosewert
unter den programmierten Wert ab, wird computergesteuert aus der, mit Traubenzucker
gefüllten Medikamentekammer M 4 durch die Zuführungsleitung I 40, Infusionskapillare
I 41 und durch das elektromagnetisch geöffnete Ventil Traubenzucker gemä der programmierten
Menge als dosierte Bolusgabe verabreicht. Aus der mit Antikoagulatien gefüllten
Medikamentekammer M 5 wird computergesteuert im Std. Rhythmus die Medikamentdose
intravenös verabreicht, die nach den Meßergebnis erforderlich ist, um die Blut-Thrombenwerte
den gespeicherten Sollwerten anzupassen.
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Die vom Meßsensor V K signalisierte Kolben-Position K 1 dient auch
zur Feststellung des Medikamentevorrats, der bestimmt und auch den Patienten unmittelbar
signalisiert wird) wenn eine vorbestimmte Kolbenposition erreicht ist und,/oder
eine bestimmte einzelne Spule im Spulengehäuse L 1 angesteuert wird, die ein entsprechendes
Störungssignal erzeugt, das den Patienten darauf hinweist, daß der Medikamentevorrat
in den nächsten Tagen aufgefüllt werden muB, dies wird in der Fig. 1/3 näher erläutert.
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Damit die Medikamentförderung nicht durch Erschütterungen beeinträchtigt
wird, die z. B. auch bei einigen Sportarten durch Schlag- oder Stoßeinwirkungen
verursacht werden können. steht der Mikrocomputer 5 mit einem gemäß Fig. 1/5 im
Implantatgehäuse 50 entsprechend installierten mikromechanischen Erschütterungs-Meßsensor
15 in Wirkverbindung. Die Signale vom Erschütterungs-Meßsensor 15 werden vom Mikrocomputer
5 in Wirkverbindung mit den Meßsensor V K so verarbeitet, daß die magnetische Feldstärke,
die auf den Kolben K 1 einwirkt durch Veränderung der Steuerströme im Spulengehäuse
L 1 und einzelner proportionaler Spulenstromumpolung im Spulengehäuse Lllbei gleichbleibender
Kolbengeschwindigkeit K 1 erhöht wird und somit proportional zu den Erschütterungen
stabilisiert wird.
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Da die Meßwerte und Medikamentdosierungen in einem vorhersehbaren
Zeitraum u.a. durch Blutrückstände oder Medikamentkristallisation in den Infusionskapillaren
so negativ beeinflußt werden können, daß der Patient gefährdet werden kann, besteht
das Erfordernis diese Nachteile durch computergesteuerte Reinigungs- und Instandhaltungsprogramme
zu beseitigen. Im 72 Std.
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Rhythmus wird das Labor-Venenverzweigungssystem 2 gereinigt, die Medikamentförderung
wird gestoppt. Das elektromagnetische Ventil B 1 wird so geöffnet.
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daß gleichzeitig die Meß- und Regelstrecke A ab dem Ventil B 1 geschlossen
wird, zeitverzögert wird das elektromagnetische Ventil B 2 so geöffnet. daß die
Meß- und Regelstrecke A bis zum Ventil B 2 verschlossen ist und das einfließende
Blut durch die Meß- und Regelstrecke B abfließt. Die Vorrichtung R s ist so beschaffen
und angeordnet, daß gemäß dem Prinzip der Medikamentförderung mittels, des vom Mikrocomputer
5 elektromagnetisch gesteuerten Kolben K 21, das in den Meß- und Regelstrecken A.
C und D verbliebene Blut durch die Reinigungsleitungen R 21 und R 22 absorbiert
wird und nach computergesteuerter Spulensteuerstrom-Umpolung durch die Hauptrückftihrungsleitpng
s 20 in die Filterkammer s gefördert wird, dessen Filter austauschbar angeordnet
ist. In der Filterkammer s 2 werden die festen und flüssigen Blutsubstanzen getrennt.
Das dabei gewonnene klare Blutwasser wird in einer nicht dargestellten Medikamentekammer
M 7 gesammelt und nach Abschluß des Reinigungsprozeß in die gereinigte Meß- und
Regelstrecke A gefördert. um u.a. das Fließverhalten des Blutes in den feinen Kapillargefäßen
der MeB-strecke D zu begünstigen. Weiterhin dient die gefilterte und gesammelte
Körperflüssigkeit als Reinigungsflüssigkeit und als Basisflüssigkeit für die Erstellung
von aggressiven physiologischen Reinigungsflüssigkeiten oder von flüssigen Medikamenten.
Für die Erstellung dieser Reinigungsflüssigkeiten oder Medikamente, können gemäß
Fig. 1/4 unterschiedliche feste oder flüssige konzentrierte chemische Substanzen
in die Medikamentekammer M 7 mittels der Vorrichtung T eingebracht werden. Traubenzucker
kann als flüssiges Konzentrat dosiert mit Blutwasser vermischt als Medikament verabreicht
werden. Zucker kann aus dem Blut elektrochemisch selektiert werden und mit Blutwasser
vermischt, als körpereigenes Medikament verabreicht werden.
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Physiologische Reinigungssubstanzen können in mehreren oder in einer
entsprechend hergerichteten Medikamentekammer R 2 gespeichert und gemäß dem Prinzip
der Medikamentförderung durch Steuerströme, die auf den Kolben X 2 und der Kolbenstange
K 20 einwirken computergesteuert dosiert durch die. von der Hauptleitung R 21 abzweigenden
Zuführungsleitungen R 22 und R 23 mittels elektromagnetisch gesteuerter Ventile
durch ein nicht näher dargestelltes
Reinigungsleitungssystem zu
den durch Blut- oder Medikamentrückstände belasteten Meßstellen, Infusionskapillaren,
Ventilen u.dgl. gefördert werden.
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Der Wirkungsgrad, der Reinigungsflüssigkeit ist so bemessen. daß nach
einer Wirkungszeit von 3 Min. der Reinigungsvorgang abgeschlossen ist. Computergesteuert
werden die Ventile der Reinigungsleitungen geschlossen, gleichzeitig werden die
elektromagnetischen Ventile der Rückführungsleitungen S 20, s 21 und s 22 geöffnet,
mittels der angesteuerten Vorrichtung R s wird die Reinigungsflüssigkeit aus dem
Labor-Venenverzweigungssystem 2 durch die Hauptrückführungsleitung s 20 absorbiert
und nach der erforderlichen Steuerstrom-Umpolung in die Filterkammer S 2 gefördert.
Die Meß- und Regelstrecke B wird nun computergesteuert verschlossen und die Meß-
und Regelstrecke A in den Betriebszustand eer Ausg angsposition gebracht. Nach computergesteuerter
Spulenstrom-Umpolung wird der Kolben K 2 in die Gegenrichtung bewegt und die gefilterte
Reinigungsflüssigkeit aus der Filterkammer s 2 durch das elektromagnetisch geöffnete
Ventil der Reinigungsleitung R 20 und durch das geöffnete Ventil der Medikamentkammer
R 2 in die Medikamentekammer M 2 absorbiert.
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Reinigungsflüss igkeiten und verbrauchte Klinisch-chemische Substanzen
können auch ungefiltert mittels der Vorrichtung R 5 in einen separaten, flüssigkeitsdichten
Raum, der mit der Hauptleitung 80 verbunden ist, eingebracht werden.
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Zur Reinigung von sehr feinen Filtersystemen und Kapillaren können
Reinigungssubstanzen auch durch entsprechend angeordnete Heizspiralen auf eine bestimmte
Temperatur erwärmt werden z. B. 42 C und durch diese Erwärmung solche chemischen
Reaktionen ausgelöst werden, die einen derartigen Dampfdruck erzeugen, der ausreicht
um die Jeweiligen Verstopfungen oder Verschmutzungen zu beseitigen.
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In der F i g. 1/5 sind Geräteanordnungen dargestellt. Alle Elemente
der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind zum Schutz vor Magnetfelder und Störimpulsen,
die von außen insonderheit störend auf das Programm des Mikrocomputer 5 einwirken
können, durch das Implantatgehäuse 30, das als Metallschutz entsprechend ausgestaltet
ist, geschützt. Der Mikrocomputer 5 kann zusätzlich abgeschirmt werden. Das Implantatgehäuse
30 ist in einem gut wärmeleitenden gewebeverträglichem Material eingebettet. Zur
Erhöhung der Implantate igenschaften wird der Implantataußengehäusetemperatur Sollwert
durch den Jeweiligen, von den Bluttemperatur Meßfühler 4 an den Mikrocoputer 5 abgegebenen
Blutemperatur Istwert bestimmt und es kann dadurch annährend erreicht werden daß
durch, geschützt im Implantatinnenmantel angeordnete Heizdrähte, der Jeweiligen
Bluttemperatur entsprechend ein mehr oder weniger starker computergesteuerter Strom
fließt. Auch die Blut- Kontaktflächen des Labor-Venenver:weigungssystem 2 können
durch Heizdrähte oder auch indirekt durch Flüssigkeit oder durch andere Substanzen
erwärmt werden.
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Der Patient soll unmittelbar durch Signale informiert werden, wenn
der Medikamentevorrat u.dgl.m. zu 90 X verbraucht ist oder sonstige hinderliche
Prozeßstörungen auftreten, die programmgemäß entsprechende Störungssignale auslösen.
Der im Implantatgehäuse 30 installierte Temperatursignalsender X1 steht in Wirkverbindung
mit den Mikrocomputer 5 und dient zum Fernsteuern von körperinternen Signalen in
das Gewebe des Patienten. Der Temperatursignalsender X 1 besteht u.a. aus vier Heizelementen
a. b, c. d, die durch Wärmeisolierdendes Material voneinander getrennt sind und
durch Stromruführung einzeln erwärmt werden. Vom Mikrocomputer 5 werden die Störungssignale,
die den Patienten signalisiert werden so verarbeitet, daß nach Eingang des ausgewerteten
Störungssignal der Meßsensor 4 angesteuert wird, nach Abgabe und Auswertung des
Meßsignals wird der Körpertemperatur Istwert festgestellt, Beispielsweise 37>1
°C. Die elektrische Energie, die erforderlich ist um ein Heizelement des Temperatursignalsender
X1 von 37,1C C auf ca. 38.6cm 6C C ffi Sek.
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lang tu erwärmen wird ermittelt so daß durch computergesteuerte Steuerströme
derartige Temperatursignale erzeugt werden, die ein Heizelement von 37,10 C auf
ca. 38,6 cC 3 Sek. lang erwärmen und nach einem entsprechend vorbestimmtem
Signal
Zeittakt von 1. B. Jeweils 10 Sek. die Heirelemente b, c und d ebenfalls von 37,1
OC auf ca. 38,6 OC 3 Sek. lang erwärmt werden. Als Temperatursignal Empfänger dient
das Körpergewebe des Patienten. Der Patient emfindet und versteht die unterschiedlichen
Temperatursignale um Jeweils entsprechende Maßnahmen tu ergreifen. Entsprechend
den unterschiedlichen Störungssignalen können vom Temperatursignalsender X1 auch
unterschiedliche Temperatursignale hinsichtlich der Temperatur, der Temperatursendezeit,
des Signalceittaktes und der Signalfolgen z. B. a, b, c, d. a, d, usw. abgegeben
werden. Da der Insulinbedarf am Tage im allgemeinen doppelt so hoch ist wie während
der Nacht kann der Abgabezeitpunkt der Störungssignale gemäß Computerprogramm mit
der erhöhten Insulinförderung am Tage verknüpft werden.
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Zum Fernsteuern von Signalen, zum Steuerprogramm des Mikrocomputer
5 und vom Steuerprogramm des Mikrocomputer 5 zum nicht dargestellten körperexternen
Fernsteuerungsgerät W5, dienen optische Signale. Die am Implantatgehäuse 30 angeordnete
optische Empfangseinrichtung Z 1 besteht u.a. aus einen Lichtfilter durch den die
ankommenden Lichtsignale in eine Glasfaserleitung geleitet werden. die vom Implantatgehäuse
30 zum optischen EmpfXnger Z 10 führt, der nah beim Mikrocomputer 5 installiert
ist. Als optischer Empfänger dient ein Fototransistor, der die optischen Lichtsignale
in elektrische Steuersignale rückverwandelt. Der im Fernsteuerungsgerät W 5 installierte>
aus einer Lumineszenzdiode bestehende Lichtsender Z 2 und der optische Empfänger
Z 10 sind über die störstrahlungsfreie, elektromagnetisch nicht beeinflußbare Glasfaser
verbunden. Am Implantatgehäuse 30 ist als Lichtsender Z 4 eine Lumineszenzdiode
installiert. Der Lichtsender Z 4 und die optische Empfangseinrichtung Z 1 stehen
mit dem Steuerprogramm des Mikrocomputer 5 in Wirkverbindung. Das törperexterne
Fernsteuerungsgerät W 5 besteht aus den optischen Lichtsender Z 2, der aus Sicherheitsgründen
Lichtwellen bestimmter Lichtwellenlänge abgibt und einer optischen Empfangseinrichtung
Z 3, die aus einen Fototransistor Z 50 besteht, der die ankommenden optischen Lichtsignale
in elektrische Steuersignale rückverwandelt.
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Der Lichtsender Z 2 und die Empfangseinrichtung Z 3 stehen mit einem
im
Fernsteuerungsgehäuse W 5 integrierten Mikroprozessor Z 5 in
Wirkverbindung.
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dessen Programn auf die entsprechenden Programminhalte des implantierten
Mikrocomputer 5 zum Signalaustausch abgestimmt ist. Die Signale vom Mikrocomputer
5 werden entschlüsselt und Digital auf einen Schriftfeld lesbar angezeigt. Um Informationen
über den Medikamentevorrat oder Blutwerte zu erhalten, muß der Patient das Fernsteuerungsgerät
W 5 einschalten und direkt am Körper so zum Implantatgehäuse hin anlegen. daß durch
drückern der entsprechenden Taste der Signalaustausch zur Information durchgeführt
werden kann. Zur lesbaren Anzeige kommt stets das zuletzt vom Mikrocomputer 5 abgelegte
Signal. Z. B. Blutzucker 90 mg/dl und gemäß der letzten Kolbenposition die noch
vorhandene Medikamentemenge z. B. Insulin 4 ccm. Traubenzucker 0,8 ccm usw. Somit
kann der Patient auch den Medikamenteverbrauch und proportional dazu auch den durchschnittlichen
Blutzucker wert der letzten 24 Std. ermitteln.
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Der Krankheitsverlauf des Patienten kann sich so sehr verändern. das
es erforderlich wird Meß- und Versorgungsgeräte auszutauschen und das Computerprogramm
zu verändern. Aus Sicherheitsgründen ist dies mit den Fernsteuerungsgerät W 5 des
Patienten nicht möglich. Dies soll in einer Fachklinik gemacht werden die über ein
baugleiches optisches Fernsteuergerät W 1 verfügt, das Jedoch kürzere und andere
Signalfolgen erzeugt und verarbeitet.
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die Jedoch mit den Steuerprogramm des Mikrocomputer 5 abgestimmt sind.
Der Mikrocomputer 5 ist so ausgestaltet und angeordnet, daß mindestens ein Festwertspeicher
51 ausgestauscht werden kann. Gemäß den folgenden Beispiel sind alle plastischen
und dem Prinzip nach auch alle flexibelen Injektionsnadeln gestaltet und angeordnet.
die auf elektromagnetische Arbeitsweise durch vorhergehende Fernsteuerungssignale
an den Mikrocomputer 5. aus den Implantatgehäuse 30 bewegt werden. Um den diamagnetischen
Führungszylinder Lz sind mehrere einzelne Spulen gewickelt, die im Spulengehäuse
L 1 installiert sind.
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Im Fuhrungszylinder Lz befindet sich eine plastische Injektionsnadel
N 1, diese besteht aus mehreren ferromagnetischen Zylindern L M. die durch dia magnetische
Zylinder voneinander getrennt sind. als Außen- und Innenhülle
dient
eine Metallfolie oder ein entsprechender Kunststoff, der mit den Zylindern fest
verbunden ist. Die Spulen im Spulengehäuse L 1 und die Zylinder L M der Injektionsnadel
N 1 sind so angeordnet, daß die Injektionsnadel N 1, gemäß ferngesteuerter Steuersignale
durch, die vom Mikrocomputer 5 im Spulengehäuse L 1 erzeugten Steuerströme, elektromagnetisch
linear mit vorbestimmter Geschwindigkeit bewegt wird und durch den porösen Verschlußstopfen
L y, Gewebe und Haut durchdringt und elektromagnetisch gestoppt und arretiert wird,
wenn die Injektionsnadel N 1 ca. 1 cm aus den Patientenkörper gedrungen ist. Um
diesen Vorgang mittels Fernsteuergerät W 1 zu bewirken wird das Fernsteuerungsgerät
auf die Haut des Patienten gelegt und nach hergestellter Betriebsbereitschaft das
entsprechende Steuerprogramm angewählt. Durch die Injektionsnadel N 1, dessen Innendurchmesser
ca. 1,5 mm beträgt wird ein Spezialwerkzeug zum Festwertspeicher 51 geführt, der
durch leichte Druck- und Drehbewegung von den Verbindungskontakten des Mikrocomputer
5 gelöst, herausgenommen und ausgetauscht wird. Mit den Fernsteuerungsgerät W 1
wird der Mikrocomputer 5 angesteuert und die Injektionsnadel N 1 gemäß Steuerprogramm
des Mikrocomputer 5 in das Implantatgehäuse 30 elektromagnetisch eingebracht.
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Die Energieversorgung kann durch Aufladen oder durch Austausch des
Energieträgers erfolgen. Zum Aufladen wird im Implantatgehäuse 550, in einen besonders
luftdicht verschlossenen Raum, ein aufladbarer Akkumulator 90 installiert. Der Akkumulator
90 ist durch eine lose verlegte Stromleitung mit den Ende der Injektionsnadel N
11 verbunden, von hier führt zur Injektionsnadelspitze eine Stromschiene, die als
Steckverbindung ausgestaltet ist. Die plastische Injektionsnadel N 11 hat einen
Innendurchmesser von ca. 1,3 mm und ist durch einen Stopfen luft- und flüssigkeitsdicht
verschlossen. Zum Aufladen wird mittels Fernsteuerungsgerät W 1 wie beschrieben,
die Injektionsnadel N 11 aus den Implantatgehäuse 30 und Patientenkörper geholt.
Das Aufladen erfolgt mittels Ladegerät, das durch eine Steckverbindung mit der Steckverbindung
der Stromschiene der Injektionsnadel N 11 zum Akkumulator 90 verbunden ist. Umgekehrt
kann der Akkumulator 90 zwecks Aufladung auch direkt mit einer Steckverbindung verbunden
sein, die so gestaltet und im Implantatgehäuse 30 angeordnet ist, daß eine Verbindung
mit einer nicht dargestellten Injektionsspritzen-Nadel 30, die körperextern durch
Haut, Gewebe und porösen Stopfen Ly geführt wird, zum Akkumulator 90 hergestellt
werden kann. Die Injektionspritzen-Nadel 30 hat einen Innendurchmesser von
ca.
1,3 mm und ist mit einer Stromschiene als entsprechend passende Steckverbindung
ausgestaltet. die durch eine Stromleitung mit einen Aufladegerät verbunden ist.
Der Energietransport durch oder von festen-, fldssigen-, oder gasförmigen Energieträgern
zu einen hierfür im Implantatgehäuse 50 hergerichteten Raum, kann sowohl durch eine
körperintern stationierte als auch durch eine körperextern in das Implantatgehäuse
50 geführte Injektionsnadel erfolgen. Vorzugsweise erfolgt die Energieversorgung
durch Austausch des Energieträgers hierzu dient eine nicht dargestellte Batterie
91. die aus mehreren parallel geschalteten einzelnen Batteriekörpern besteht. Die
Batteriekörper sind in einen ca. 50 cm langen flexibelen Mantelgehäuse untergebracht,
dessen Außendurchmesser ca. 2,1 mm beträgt. Zur Aufnahme des flexibelen Mantelgehäuse
ist im Implantatgehäuse 30, zum Implantatinnenmantel hin. ein Spiralförmiger Führungskanal,
der zum Platz der Injektionsnadel N 11 führt, angeordnet. An diesen Platz befindet
sich eine nicht dargestellte In3ektionsnadel N 12, die mit der Injektionsnadel N
1 Baugleich ist.
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Zum Batterieaustausch wird die Injektionsnadel N 12 dessen Innendurchmesser
ca. 2,3 mm beträgt mittels Fernsteuerungsgerät W 1 aus den Patientenkörper geholt.
Die einzelnen Batterien sind so geformt und im flexibelen Mantelgehäuse angeordnet,
daß mit einen. durch die Injektionsnadel N 12 geführten Spezialwerkzeug eine mechanische
Arretierung entriegelt und die Batterie herausgenommen und ausgetauscht werden kann,
währenddessen erfolgt die Energieversorgung durch eine austauschbar angeordnete
Pufferbatterle.
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Zur Medikamentnachfüllung wird mit den Fernsteuerungsgerät W 5 des
Patienten die noch vorhandene Medikamentmenge festgestellt z. B. 0,7 ccm Insulin
bei einen Aufnahmevolumen von 8 ccm sind 7,3 ccm Insulin nachzufüllen. Durch diese
Feststellung sollen Fehler bei der Medikamentnachfüllung vermieden werden.
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Entsprechendes gilt für alle anderen Medikamente, Reinigungsflüssigkeiten
usw.
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Mit dem Fernsteuerungsgerät W 5 wird das entsprechende Steuerprogramm
des Mikrocomputer 5 angesteuert, demgemäß wird die In3ektionsnadel N 10 ca. 1 cm
aus den Patientenkörper bewegt und elektromagnetisch mechanisch arretiert.
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Daraufhin wird nach Fig. 1/2 der Kolben K 1 elektromagnetisch in die
Ausgangsposition gebracht und das Ventil zur Zuführungsleitung I 10 geöffnet. Die
Injektionsnadel N 10 wird durch einen Adapter, der in die Injektionsnadel N 10 eingeführt
und das Ventil der Hauptleitung 80 öffnet, mit einem Nachfüllgerät so verbunden.
das daß von Mand nachzufüllende Insulin in die Medikamentkammer M 1 gelangt und
nachdem 7,5 ccm Insulin eingefüllt sind, ein
Gegendruck bemerkt
wird. Macht sich dieser Gegendruck sehr viel früher oder später bemerkbar wird eine
Überprüfung erforderlich. Die in der Hauptleitung 80 verbliebene Restmenge wird
abgesaugt. Nicht mehr benötigte Medikamente und verbrauchte Klinisch-chemische Substanzen
werden ebenfalls aus den Jeweil eigen Medikamentekammern abgesaugt.
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Die Länge der plastischen Injektionsnadeln N 1, N 10 usw. ist abhängig
von den Maßen des Implantatgehäuse 30 und von der Entfernung des Implantatgehäuse
30> zur nautoberfläche des Patienten. Um unabhängig von den Maßen des Implantatgehäuse
30 Entfernungen zu überwinden und/oder um ein Organ zu umgehen, kommt eine flexibele
Injektionsnadel zur Anwendung.
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Die F i g. 1/4 zeigt eine flexibele Injektionsnadel N 2, das Mantelgehäuse
der flexibelen aufwickelbaren Injektionsnadel N 2 besteht aus diamagnetischen Federblechstreifen
einer Länge und mehreren Teillängen aus ferromagnetischen Federblechstreifen, die
als ferromagnetische Zylinder L M bezeichnet sind, als verbindende Außen- und Innenhülle
dient ein flexibeler Kunststoff.
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Die Richtungsänderung um ein Organ wird durch entsprechende Formgebung
der Federbleche und/oder durch entsprechend geformte integrierte Federbleche bewirkt.
Der Führungskanal besteht aus den diamagnetischen Zylinder L z. Die Vorrichtung
T, die mit dem Steuerprogramm des Mikrocomputer 5 in Wirkverbindung steht, besteht
aus vier Vorratsspeichern e, f, g und h, die jeweils mit unterschiedlichen Klinisch-chemischen
Substanzen gefüllt sind, die zu Kugeln geformt einen Durchmesser von 0,25 mm haben.
Die Vorrichtung T wird von einer Welle elektromechanisch gedreht, arretiert und
gemäß Computerprogramm so in Position gebracht, daß aus den gewünschten mit ca.
100 Kugeln gefüllten Speicher f durch entsprechende Anordnung und elektromechanischen
Federdruck, bewirkt eine Kugel durch den Verschluß des Speicher f und durch das
unmittelbar anschließende Federventil D 3, in die Meß- und Regelstrecke D gemäß
Fig.
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1/2 zur Blutuntersuchung eingebracht wird, die im 48 Std. Rhythmus
durchgeführt werden kann. Die Vorrichtung T kann auch zusätzlich mit entsprechend
plazierten Meßsensoren oder Lichtfiltern ausgestaltet sein die konform mit den Klinisch-chemischen
Substanzen zur Anwendung kommen.
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Zum Nachfüllen der Klinsch-chemischen Substanzen kommt bei entsprechend
großer Entfernung vom Implantatgehäuse 30 zur Hautoberfläche des Patienten, die
flexibele Injektionsnadel N 2 zur Anwendung. Die flexibele Injektionsnadel N 2 ist
so gestaltet und angeordnet. daß sie mittels Fernsteuerungsgerät W 1
und
dem Steuerprogramm des Mikrocomputer 5, wie bei der plastischen Injektionsnadel
N 1 beschrieben, aus den Implantatgehäuse 30 und Patientenkörper geholt wird. Das
Ende der Injektionsnadel N 2 bildet dann mit einen Speicher der Vorrichtung T eine
Linie.Durch die Injektionsnadel N 2, dessen Innendurr chmesser ca. 1>5 mm beträgt,
wird ein Verbindungsstutzen eingeführt mit den der Verschluß des Speichers geöffnet
und die Kugeln zur entsprechenden Vorlage nachgefüllt werden. Das Spulengehäuse
L 2 dient der Sicherheit und der gleichförzigen Bewegung der flexibelen Injektionsnadel
N 2. Mikroelektronische Bausteine können so gestaltet und angeordnet sein, daß diese
z. B.
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eine defekte Lumineszenzdiode' 8 von Strom-Steckkontakten 25 mittels
einer körperextern geführten Injektionsnadel N 5 und Spezialwerkzeug gelöst und
ausgetauscht werden können. Die F i g. 1,5 zeigt die Anordnung einer flexibelen
Injektionsnadel N 2 und des Erschütterungs-Meßsencor 15.
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In der F i g. 2/1 sind als weitere Modifikation der Medikamentzuführung
Regelstreckenabschnitte des Labor-Venenverzweigungssystem 2 mit unterschiedlichen
Aufnahmevolumen dargestellt, die der Speicherung und Abgabe von unterschiedlichen
Medikamenten und Medikamentdosierungen dienen. Während das Blut intravenös medikamentversorgt
durch die Meß- und Regelstrecke A fließt.
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können die durch steuer- bzw. regelbare Ventile gesicherten Regelstrecken
FC und GE. dessen Aufnahmevolumen 2/1 bzw. 3 ^s1 1 beträgt, intravenös mit flüssigen
Medikament vollgefüllt werden. Diese Medikamente können den Blutkreislauf im vorprogrammierten
8 Std. Rhythmus oder gemäß den gemessenen Blutwerten entsprechend den Aufnahmevolumen
der Regelstrecken dosiert zugeführt werden. Dazu wird durch den Mikrocomputer 5
gesteuert das Ventil A 1 und zeitverzögert die Ventile C 1 C 2 und A 2 elektromechanisch
so geöffnet, daß das Blut nur von der Meß- und Regelstrecke A in den Streckenabschnitt
C, durch das Ventil C 1 in die Regelstrecke FC intusvenös mit der darin enthaltenen
dosierten Medikamentmenge von 2 !1 versorgt. durch die StreckenabschW nitte CE,
EB, EA und durch die Meß- und Regelstrecke A abfließen kann. Wenn 3/11 eines Medikaments
benötigt werden wird das Ventil A 2 und zeitverzögert die Ventile C 2. E 1 und A
3 elektromechanisch so geöffnet, daß das Blut nur von der Meß- und Regelstrecke
A in die Streckenabschnitte CA. CE durch das
Ventil C 2 in die
Regelstrecke GE mit der darin enthaltenen intusvenös zugeführten Medikamentmenge
von 3/ 1, durch den Streckenabschnitt E in die Meß-und Regelstrecke A abfließen
kann. Mehrere unterschiedliche Medikamente werden miteinander dadurch vermischt,
daß die Ventile A 1, C 1, F 1, H 1 und zeitverzögert die Ventile F 1, F 2, M 1,
H 2, I 1, G 1. E 1 und A 5 so geöffnet werden, daß das Blut nur von der Meß- und
Regelstrecke A. durch die Streckenabschnitte C, F und H geleitet wird. Durch fast
gleichzeitiges öffnen der Ventile F 1 und H 1 wird der Blutstrom so geteilt, daß
dem Blut in der Regelstrecke HF 2A1 Medikament 01 intusvenös zugeführt wird und
in der Regelstrecke JH 2/ 1 Medikament 02. Nach zeitverzögertem Öffnen des Ventils
H fließt das Blut zur weiteren Medikamentvermischung durch die mit 5/11 Medikament
Os gefüllte Regelstrecke JI und fließt nun durch die Streckenabschnitte I, G, E
zur Meß- und Regelstrecke A ab.
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Um den Organismus möglichst gleichmäßig mit Medikamente wie z. B.
Antihypertonika gemäß den Meßwerten zu versorgen, werden die Steuersignale zum Öffnen
und Schließen der Ventile A 1, C 1, C 2. F 1, F 2 usw. vom Mikrocomputer 5 in Wirkverbindung
mit den Meßwertsignalen des Induktions-Durchflußmeßsensor 9 abgegeben. Die so verarbeitet
werden, daß beim Steigen der Blutgeschwindigkeit die Ventile in kürzeren Zeitabständen
geöffnet werden und beim Sinken in größeren Zeitabständen so geöffnet werden daß
der Medikamentfluß homogen ohne wesentlichen Unterbrechungen an der Blutgeschwindigkeit
orientiert wird. Die intravenöse sowie die subkutane Medikamentversorgung gemäß
Fig. 2/2 kann auch. an der Blutgeschwindigkeit orientiert, abgegeben werden.
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Da das Aufnahmevolumen der Regelstrecken konstant ist, kann zur Förderung
der Medikamente in die Regel strecken als Druckerzeuger auch eine physiologische
chemische Plüssigkeit, die unter den Einfluß der Körpertemperatur einen konstanten
Dampfdruck erzeugt, verwendet werden. Dieses kann aber auch mit einer einfachen
Pumpe oder durch den Druck einer Spiralfeder, die mit einen Medikamentkolben X 1
gemäß Fig. 1/2 verbunden ist erreicht werden. Bei entsprechender Anordnung kann
das Spannen der Feder mittels Injektionsnadel und Spezialwerkzeug durchgeführt werden.
Die intusvenöse Medikamentversorgung
erfolgt zusKtzlich, kann
aber auch nur nach diesen Prinzip durchgeführt werden, demgemäß könnten im Mikrolabor
3 und Labor-Venenverzweigungssystem 2 z. B. 400 u.U. bereits mit Medikament gefüllte
Regelstrecken so angeordnet sein, daß die Regelstrecken zwecks Medikamentnachfüllung
gemäß Fig. 1/3 auch über die Nauptleitung 80 mit auch Jeweils unterschiedlichen
Medikamenten aufgefüllt werden können.
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Um aus dem venösen Blut unerwünschte Bestandteile wie z. B. Blutthromben.
extrem erhöhte Blutfette, Antikörper oder ähnliches auszusondern> ist in der
Meß- und Regelstrecke D ein austauschbarer Filter 17 angeordnet. Medikamente können
durch Heizspiralen, die z. B. an einer Medikamentenkammer angeordnet sein können,
auf Jede beliebige Temperatur erwärmt werden und in jeden beliebigen Aggregatzustand
zur Speicherung und Aufbereitung in Meßstrecken D und/oder Regelstrecken FC, GE
usw. eingebracht werden. Zum Beispiel kann zur Allergie Behandlung das hervorrufende
Allergen, als gasförmiges Medikament in in ein Nylon-Filtersystem eingebracht werden,
um die Membranwände des Filtersystems zu benetzen, das vom Blut durchflossen wird.
Bei Bedarf und bei entsprechenden im Mikrolabor 3 erstellten Blutbild Istwerten
und vom Mikrocomputer 5 gespeicherten Blutbild Sollwerten können bei schweren rheumatischen
Erkrankungen Nichtsteroidale und/oder in geringen Dosen bei Schmerzattacken mittels
Fernsteuerungsgerät W 5 Steroidale Antirheumatika computergesteuert intravenös und/oder
intusvenös dosiert verabreicht werden.
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Der pH-Wert wird mit einen austauschbar angeordneten Meßsensor 18
gemessen.
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Bevor der Filter 17 und der Meßsensor 18 ausgetauscht werden, wird
die Meßstrecke D gemäß angesteuerten Computerprogramm gereinigt. Mit den Fernsteuerungsgerät
W 1, wird die Injektionsnadel N 13 dessen Innendurchmesser 1.8 mm beträgt, aus den
Patientenkörper geholt daraufhin wird das elektromechanische Ventil D dessen Innendurchmesser
im geöffneten Zustand 2,2 mm beträgt, geöffnet. Die Injektionsnadel N 13, der Zylinder
L z und die Meßstrecke D dessen Innendurchmesser 1,8 mm beträgt, bilden eine Linie.
Mit einen durch die Injektionsnadel N 13 geführten Spezialwerkzeug> wird der
Filter 17 sowie der Meßsensor 18 gelöst, herausgenommen und ausgetauscht.
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Zur Blutuntersuchung können statt Medikamente dem fließenden Blut
intravenös und/oder intusvenös, notwendigenfalls auch toxische flüssige Klinischchemische
Substanzen zugeführt werden. die keine Blutgerinnungshemmende Zusätze beinhalten.
Bei entsprechender Ausgestaltung des Mikrolabor 3 wird im Streckenabschnitt C eine
nach Zeit und Menge vorbestimmte Infusionsdosis
intravenös verabreicht.
An den Streckenabschnitten F und N sind die für die Messungen erforderlichen Meßsensoren
installiert. An den Zeitpunkt der Infusionsabgabe und an der mittels Meßsensor 16
festgestellten Blutgeschwindig keit orientiert, wird das Blut gemessen und die elektromechanischen
Ventile I 2> 1 5> I 1 und A 1 so geschaltet, daß nur das mit der toxischen
[linischchemischen Substanz vermischte Blut in die Meßstrecke D eingeleitet und
der Gesamtblutmenge entzogen wird. Hier können nun weitere Messungen sowie Vergleichsmessungen
durchgeführt werden. Das Ventil A wird so geschlossen das nur das von Kllnsch-chemischen
Substanzen kontaktfreie Blut weiter fließt.
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Die F i g. 2/2 zeigt die plastische Injektionsnadel N 14 darin befindet
sich ein plastischer Katheter P 1, der mit einen elektrochemischen Glucose-Meßsensor
P 10 ausgestaltet ist. Zur Messung der arteriellen Blutglucosekonzentration wird
die Injektionsnadel N 14 mit den Katheter P 1 durch, vom Mikrocomputer 5 im Spulengehäuse
L 1 und L11 erzeugte Steuerströme bewegt, und kommt nachdem der Verschlußstopfen
P 13 und L y durchdrungen wurde, nach der jeweils unterschiedlich vorbestimmten
Austrittslänge z. B. 7 mm vom Implantatgehäuse 30 entfernt elektromechanisch mittels
P 17 arretiert zum Stillstand. Der Meßsensor P 10 steht u.a. zwecks Medikamentzuführung
mit den Mikrocomputer 5 in Wirkverbindung. die Glucose-Messungen werden im 3 Minuten
Rhythmus durchgeführt. Da sich ca. nach 3 Tagen am Meßsensor P 10 Blutrückstände
bilden die den Blutglucose Meßwert sehr nagativ beeinflußen, wird der Meßsensor
P 10 im 60 Std. Rhythmus greinigt. Dazu werden vom Mikrocomputer 5 gesteuerte Steuerströme
im Spulengehäuse L11 erzeugt dessen Wirkungen den Katheter P 1 in der Injektionsnadel
N 14 geführt, zum Implantatgehäuse 30 hin bewegen. Der Katheter P 1 wird nach vorbestimmter
zurückgelegter Strecke gestoppt, dies erfolgt dann, wenn der konisch erweiterte
Katheteranfang an den, in der Injektionsnadel N 14 fest installierten Dichtungsring
P 12 flüssigkeitsdicht anschließt. Der Dichtungsring P 11 ist mit den Katheter P
1
fest verbunden und schließt den Inndendurchmesser der Injektionsnadel
N 14 zum Ende hin flüssigkeitsdicht ab, so daß die durch die Zuführungsleitung R
25 zugeführte Reinigungsflüssigkeit nur auf den Meßsensor P 10 einwirken kann. Durch
die Rückführungsleitung 5 25 wird die Reinigungsflüssigkeit, aus dem mit den Dichtungsringen
P 11 und P 12 geschlossenen Reinigungsraum absorbiert. Gemäß Computerprogramm wird
der Katheter P 1 binnen 3 Minuten durch den Mikrocomputer 5 gesteuert, wieder in
die Meßposition gebracht Im Rhythmus von 30 Tagen wird die Injektionsnadel N 14
und der Katheter P 1 computergesteuert in die Ausgangsposition gebracht und intensiv
gereinigt. Der Verschlußstopfen P 13 dient als Reinigungsflüssigkeitverschluß. Der
Meßort wird dann um Gewebeschäden durch eine Dauerplazierung abzumildern ebenfalls
gewechselt, so daß die Injektionsnadel N 14 3 mm vom Implantatgehäuse 30 entfernt
plaziert ist.
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Da sich eine pernamente Medikamentzuführung in unmittelbarer Nähe
des Meßort u.U. negativ auf die Meßwerte auswirken kann> ist im Katheter P 1
keine Medikamentzuführungsleitung vorgesehen. Die computergesteuerte Medikamentzuführung
kann separat durch einen entsprechend entfernt installierten Katheter P 2 erfolgen,
oder intrvenös gemäß Fig. 1/2 in das Labor-Venenverzweigungssystem 2 eingebracht
werden. Um Gewebe- bzw. Organschädl iche Einwirkungen abzumildern> die bei einer
langfristigen Plazierung durch Verletzungen an der Injektionsnadelspitze und durch
die pernamente Medikamentzuführung an einen nicht veränderlichen Infusionsort entstehen
können, ist der in der In3ektionsnadel N 15 installierte Katheter P 2 elastisch
und vorne abgerundet. Zusammen mit der plastischen Injektionsnadel N 15 wird der
Katheter P 2 elektromagnetisch zum vorbestimmten Infusionsort transportiert. Der
Katheter P 2 wird mittels P 17 elektromechanisch arretiert und die Injektionsnadel
N 15, die für den Transport des Katheters P 2 bestimmt ist, in die Ausgangsposition
gebracht.
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Körperflüssigkeiten wie z. B. Magensaft, Galle, Harn usw. werden im
Meßraum V untersucht. Zum Einbringen der Körperflüssigkeit wird die plastische Injektionsnadel
N 16 gemäß Computerprogramm elektromagnetisch gesteuert zum Ort der Flüssigkeit
gebracht. Mit den elektromagnetisch steuerbaren Ansaugkolben V A wird die Körperflüssigkeit
dosiert absorbiert und in den Meßraum V eingebracht. Der Ansaugkolben V A und das
mechanische Federventil V B schließen
den Meßraum V Flüssigkeitsdicht
ab. Zur Untersuchung der Körperflüssigkeit werden gemäß Fig. 1/4 aus der Vorrichtung
T Nachweisreagenzen in den Meßraum V eingebracht und mittels entsprechenden Meßsensor
V 1 computergesteuert automatisch u.a. qualitativ oder quantitativ untersucht. Wenn
die Körperflüssigkeit durch die Messungen nicht schädlich beeinflußt wird, kann
die Körperflüssigkeit mittels Ansaugkolben V A in den Organismus zurückgeführt werden.
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Andernfalls wird die Körperflüssigkeit gemäß Fig. 1/2 aus den Meßraum
V absorbiert und u.U. gefiltert. Die Untersuchungen werden gemäß Computerprogramm
im 20 Std. Rhythmus durchgeführt. Die computergesteuerte Medikamentzuführung kann
durch eine in der Injektionsnadel N 16 integrierte Infusionsleitung erfolgen oder
durch einen separaten Katheter oder intravenös bzw.
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intusvenös mittels Labor-Venenverzweigungssystem 2 zugeführt werden.
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Der Anwendungsbereich der flexiblen Injektionsn@l N 2 ist nicht beschränkt.
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Dirs: wird in einer weiteren Ausgestaltung körperextern magnetisch
gesteuert zu einem vorbestimmten Ort im Organismus g:führt.
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Bi einem großen Abstand von dcr Haut zurn Organ ist eine gute magnetische
StFurung erwünscht, bei der die Flexibilität kaum eingeschränkt wird. Daher kommt
ein mit einem Katheterschlauch verbundene massive (Injektions) Nadelspitze zur Anwendung,
die bispielsweise 1,5 mm lang ist, dcr Durchmesser kann auch 1,5 mm betragen. Eine
oder mehrere kleine Kugeln können mit dem Ende der Nadelspitze magnetisch verbunden
sein. Die durch den Katheter zugeführt Arznei gelangt durch eine oder mehrere öffnungen,
die an der Seitenwand des Katheter angeordnet sind, an den vorbestimmten Ort des
Organs.
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Da es schwierig ist, einen manuell gegen den Blutstrom geführb n flexibelen
Katheter von einer großen Blutbahn in ein kleiner abzweigende Blutbahn einzuführen,
kommt ein weiterer Katheter zur Anwendung. Am Anfang dieses größeren Katheters,
der zur gewünschten Abzweigung geführt wird, befindet sich ein bestimmter magnetischer
Pol, und zwar an der zur Abzweigung hinweisenden Seite der Katheterwand. Der kleinere
Katheter ist mit einer Nadelspitze und/oder einer Kugel versehen, die den magnetischen
Gegenpol hat. Der größere Katheter wird zurückgezogen, wenn der kleinere Katheter
durch Unterstützung der magnetischen Polung manuell oder magnetisch in die kleiner.
abzweigende Blutbahn eingeführt wurde.
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Das Anwendungsgebiet der Vorrichtung ist nicht beschrärAt. Dies kann
auch.
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körperxtrn u.a. Versuchszwecken dienen.
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