DE4308355C2 - Einrichtung zum Verschließen und Öffnen eines in einer Harnröhre gehalterten Katheters - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Verschließen und Öffnen eines in einer Harnröhre gehalterten Katheters nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Einrichtung ist in DE 40 24 950 A1 beschrieben. Eine in dieser Einrichtung vorgesehene Ventilanordnung weist ein außen kreiszylinderförmiges Gehäuse mit einem am distalen Bereich vorgesehenen Ventilsitz und einen länglichen, kreiszy­ linderförmigen Schließkörper auf. Dieser Schließkörper bei der bekannten Einrichtung läßt sich von außen mittels eines Dauer­ magneten bewegen. In DE 33 33 637 A1 ist darüber hinaus ein Schließkörper für ein Ventil beschrieben, welche Durchtritts­ bohrungen sowie einen Ventilsitz aufweist.

Aus DE 86 23 887 U1 ist eine Einrichtung zum wahlweisen Öffnen und Verschließen von Kathetern bekannt, bei welcher in einem mit einem Innenkonus versehenen, zylindrischen Dauermagneten eine weichmagnetische Kugel in ihrem Sitz gehalten ist. Ein den Dauermagneten und die weichmagnetische Kugel umgebender Hohl­ zylinder ist am oberen, d. h. proximalen Ende durch einen mit Öffnungen versehenen Halteteil abgeschlossen. Der bewegliche kugelförmige Körper wird im Normalfall durch den in dem Hohl­ zylinder untergebrachten Dauermagneten und bei Vorhandensein einer Flüssigkeitssäule durch einen zusätzlichen Druck an dem konusförmigen Sitz, d. h. in der Schließstellung gehalten.

Um den kugelförmigen Körper von dem am Dauermagneten ausgebil­ deten Innenkonus abzuheben und damit die Schließstellung auf­ zuheben, muß der Patient mit der Hand außen entlang der Längsausdehnung des ein gesetzten Katheters einen Dauermagne­ ten bewegen. Das Feld dieses Dauermagneten wirkt dann auf die Kugel aus weichmagnetischem Material sowie auf die stets wirkende, allerdings relativ geringe Kraft des inneren Dau­ ermagneten. Dadurch wird die Kugel im allgemeinen bis zum Anschlag am Halteteil angehoben, und die Schließstellung ist aufgehoben. Hierauf kann dann Urin durch die Einrichtung hindurchströmen, indem er zunächst um die angehobene Kugel herum und dann durch die Mittenöffnung im inneren Dauermag­ neten fließt.

Bei einer Abwärtsbewegung oder einem Entfernen des äußeren Dauermagneten kommt die Kugel aufgrund der magnetischen An­ ziehungskraft des inneren Dauermagneten an dem konischen Sitz des inneren Dauermagneten in Anlage und nimmt dadurch wieder ihre Schließstellung ein, so daß der Katheter wieder verschlossen ist.

Nachteilig bei der bekannten Einrichtung zum wahlweisen Öff­ nen und Verschließen von Kathetern ist vor allem, daß sowohl die bewegliche weich-magnetische Kugel, die beinahe ständig von Urin umgeben ist, und auch die zu der Kugel komplementä­ re Konusfläche des inneren Dauermagneten durch den Urin sehr leicht inkrustiert werden. Ferner ist nachteilig, daß durch den äußeren Dauermagneten eine verhältnismäßig hohe, magne­ tische Kraft ausgeübt werden muß, da durch ihn nicht nur die - wenn auch relativ geringe - magnetische Kraft des inneren Dauermagneten und das Eigengewicht der Kugel, sondern auch der auf die Kugel wirkende Druck der Flüssigkeitssäule nicht nur aufgehoben, sondern diesen Druckkomponenten auch noch entgegengewirkt werden muß, damit die Kugel von dem koni­ schen Sitz des inneren Dauermagneten überhaupt angehoben wird. Zudem wirkt diese magnetische Kraft keinesfalls in Betätigungsrichtung des Schließkörpers (d. h. der Kugel), sondern quer dazu.

Ferner besteht bei der bekannten Einrichtung die Gefahr, daß bei einem zu schnellen Entfernen des äußeren Magneten und zusätzlich aufgrund einer fehlenden genauen Führung im In­ nenraum des die Kugel und den Dauermagneten einschließenden Hohlzylinders sowie aufgrund einer nach kurzer Zeit begin­ nenden Inkrustierung die aus weich-magnetischem Material be­ stehende Kugel nicht sicher und nicht dicht an dem Konus des inneren, verhältnismäßig schwachen Dauermagneten anliegt. Dabei wird durch den äußeren Magneten fast keine Kraft in Betätigungsrichtung aufgebracht.

Gemäß der Erfindung soll daher eine einfach zu handhabende und sicher wirkende Einrichtung zum Verschließen und Öffnen eines in einer Harnröhre gehalterten Katheters geschaffen werden, bei welcher neben einem möglichst weitgehenden Ver­ hindern einer Inkrustierung immer nicht nur ein einwand­ freier und zuverlässiger Schließvorgang, sondern auch ein ebenso sicherer Öffnungsvorgang gewährleistet ist. Gemäß der Erfindung ist dies bei einer Einrichtung zum Verschließen und Öffnen eines in einer Harnröhre gehalterten Katheters nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die Merkmale in dessen kennzeichnenden Teil erreicht.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein mittels eines Dauermagneten von außen bewegbarer Schließkörper als ein länglicher, kreiszylinderförmiger Dau­ rmagnet ausgebildet, welcher in einem hülsenförmigen Gehäu­ se aus weichmagnetischem Material geführt untergebracht ist. Da somit bei der Erfindung der bewegbare Schließkörper selbst dauermagnetisch ist, entsteht die Kraft zum Ver­ schließen des Katheters durch eine Magnetisierung des aus weichmagnetischem Material bestehenden hülsenförmigen Gehäu­ ses; obendrein wird im allgemeinen der Schließvorgang noch durch den Druck der Flüssigkeitssäule im Katheter unter­ stützt. Ebenso kann der Schließvorgang durch eine äußere Magnetisierung unterstützt werden.

Die erfindungsgemäße Einrichtung unterscheidet sich daher schon aufgrund ihres Aufbaus grundsätzlich von der bekann­ ten Einrichtung zum wahlweisen Öffnen und Verschließen eines Katheters. Gemäß der Erfindung wird nämlich beim Annähern des äußeren Betätigungsmagneten in Form eines Dauermagneten das hülsenförmige Gehäuse aus weichmagnetischem Material entgegen dem bestehenden, von dem als Dauermagneten ausge­ bildeten Schließkörper erzeugten Magnetfeld ummagnetisiert, so daß der Schließkörper magnetisch aus seinem als Dichtsitz wirkenden Ventilsitz gestoßen wird. Das Verschließen der in der erfindungsgemäßen Einrichtung vorgesehenen Ventilanord­ nung erfolgt durch Umdrehen des Betätigungsmagneten. Damit werden die Hauptsegmente des Gehäuses ummagnetisiert und die Kraftwirkung kehrt sich um. Das wichtigste Auslegungskriterium hierbei ist, daß der dünnwandige Teil des Gehäuses vom Außen­ magneten übersteuert wird.

Somit wirkt bei der erfindungsgemäßen Einrichtung sowohl beim Öffnungs- als auch beim Schließvorgang immer die volle Magnetkraft des äußeren und des inneren Magneten. Ferner ist bei der erfindungsgemäßen Einrichtung zum Verschließen und Öffnen eines in einer Harnröhre untergebrachten Katheters der magnetische Kreis in der jeweiligen Ruhestellung immer über extrem schmale Luftspalte geschlossen; hierdurch ist sowohl beim Öffnungs- als auch beim Schließvorgang eine hohe permanente Kraft erreicht.

Da gemäß der Erfindung sowohl der als Schließkörper dienen­ de, kreiszylinderförmige Dauermagnet als auch das hülsenför­ mige Gehäuse aus weichmagnetischem Material mit Polytetra­ fluorethylen (PTFE) beschichtet sind, ist dadurch in beson­ ders vorteilhafter und wirksamer Weise eine Inkrustierung sowohl des beweglichen Schließkörpers als auch vor allem eines verhältnismäßig scharfkantig ausgebildeten Ventilsit­ zes im Bereich des distalen Endes des Ventilgehäuses so gut wie vollkommen unterbunden. Aufgrund der Beschichtung des Gehäuses und des Schließkörpers ist sowohl eine Leichtgän­ gigkeit des letzteren insbesondere beim Öffnen der Ventilan­ ordnung als auch ein sicheres und dichtes Anliegen des Schließkörpers am Ventilsitz im distalen Endbereich des Ge­ häuses gewährleistet. Zusätzlich ist das dichte Anliegen des inneren Dauermagneten in der Schließstellung dadurch gewähr­ leistet, daß der an beiden Enden vorzugsweise halbkugelför­ mig ausgebildete Schließkörper am Ventilsitz nur entlang einer vorzugsweise kreislinienförmigen, sehr schmalen Fläche anliegt.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Aus­ führungsform unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnun­ gen im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer in einem Ka­ theter untergebrachten Einrichtung gemäß der Er­ findung;

Fig. 2a eine Längs-Schnittansicht der wichtigsten Kompo­ nenten der erfindungsgemäßen Einrichtung;

Fig. 2b eine Draufsicht auf die in Fig. 2a im Längsschnitt dargestellten Komponenten;

Fig. 3a einen Längsschnitt eines Gehäuseteils der erfin­ dungsgemäßen Einrichtung;

Fig. 3b eine Schnittansicht entlang einer Linie I-I in Fig. 3a;

Fig. 4 eine vergrößerte schematische Darstellung der er­ findungsgemäßen Einrichtung in der geschlossenen Stellung;

Fig. 5 eine vergrößerte schematische Darstellung der er­ findungsgemäßen Einrichtung in der Öffnungsphase;

Fig. 6 eine vergrößerte schematische Darstellung der er­ findungsgemäßen Einrichtung in der offenen Stellung, und

Fig. 7 eine vergrößerte schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Einrichtung in der Schließ­ phase.

In Fig. 1 ist in einer Schnittansicht schematisch ein in einer ebenfalls nur schematisch angedeuteten Harnröhre un­ tergebrachter Katheter 2 wiedergegeben, in dessen distalen Endbereich schematisch eine Einrichtung 1 zum Öffnen und Verschließen des Katheters 2 untergebracht ist. Hierbei ist in Gegenüberlage zu der in dem Katheter 2 untergebrachten Einrichtung 1 ein äußerer Dauermagnet 3 angeordnet, bei welchem die jeweiligen Süd- und Nordpole durch Buchstaben S bzw. N angegeben sind. Bei dem Katheter handelt es sich um einen der für diese Zwecke üblicherweise verwendeten Sili­ kon-Latex- oder Teflon-Katheter.

In einem Längsschnitt ist im oberen Teil der Fig. 2a das Kernstück der erfindungsgemäßen Einrichtung schematisch ver­ größert dargestellt. Die erfindungsgemäße Einrichtung zum Verschließen und zum Öffnen des Katheters 2 weist ein hül­ senförmiges, außen kreiszylinderförmiges Gehäuse 10 aus weichmagnetischem Material auf, das einen in der Schnittan­ sicht der Fig. 2a etwas nach links versetzten, mittleren Wandungsbereich 101 mit einer größeren Wandstärke und im Bereich des distalen Endes eine abgestufte Verdickung 10₂ mit einer kreiszylindrischen Austrittsöffnung 12 besitzt. Zwischen dem mittleren Wandungsbereich 10₁ und der am dista­ len Ende vorgesehenen Verdickung 10₂ ist eine kreisringför­ mige Ausnehmung 10₄ vorgesehen.

Die innere Zylinderfläche des mittleren Wandungsbereichs 10₁ dient der Führung eines länglichen, kreiszylinderförmigen Schließkörpers 11, welcher als Dauermagnet ausgeführt ist, was im oberen Teil der Fig. 2a durch Eintragen eines Nord­ pols N und eines Südpols S verdeutlicht ist. Der Durchmesser der kreiszylindrischen Öffnung im mittleren Wandungsbereich 10₁ ist so bemessen, daß sie nur geringfügig größer ist als der Außendurchmesser des kreiszylinderförmigen Dauermagneten 11, so daß zwischen diesem und dem Wandungsbereich 10a nur ein sehr schmaler Luftspalt vorhanden ist. Wie aus Fig. 2a deutlich zu ersehen ist, sind gemäß einer bevorzugten Wei­ terbildung der Erfindung die beiden Enden des als Schließ­ körper dienenden Dauermagneten 11 halbkugelförmig ausgebildet.

Im oberen Teil der Fig. 2a sind analog der Schnittdarstellung in Fig. 1 der Dauermagnet 11 sowie der als Dauermagnet ausge­ bildete äußere Betätigungsmagnet 3 in der Schließstellung wiedergegeben. Hierbei liegt dann das distalseitige Ende des Dauermagneten 11 an einem an der Verdickung 10₂ als Stufe ausgebildeten Ventilsitz 103 an, und zwar entlang einer sehr schmalen kreislinienförmigen Fläche, wie mittelbar der Fig. 2a entnommen werden kann.

In Fig. 2b ist eine Draufsicht auf das in Fig. 2a rechte, di­ stale Ende des Gehäuses 10 wiedergegeben, wobei lediglich dessen Endverdickung 10₂ und die mittige Austrittsöffnung 12 zu erkennen sind.

Im unteren Teil der Fig. 2a und 2b ist in einer Längsansicht bzw. in einer Vorderansicht der äußere Dauermagnet 3 darge­ stellt, bei welchem analog zu Fig. 1 ebenfalls wieder mit Buchstaben S und N gekennzeichnete Süd- bzw. Nordpole ange­ geben sind. Die Feldlinien verlaufen zunächst zwischen einem Gehäuseteil und dem Betätigungsmagneten 3. Durch die bei der erfindungsgemäßen Einrichtung gewählte Gehäuseform ergibt sich dann der gewünschte Feldlinienverlauf zum Schließkörper 11. Ferner sind in Fig. 2a durch gepunktete Linien Feldlinien angedeutet, die in der Darstellung der Fig. 2a zwischen dem Nordpol N des inneren, als Schließkörper dienenden Dauer­ magneten 11 und dem diesen zugeordneten Südpol S des äußeren Dauermagneten bzw. zwischen dem Südpol S des inneren Dauer­ magneten 3 und dem Nordpol N des äußeren Dauermagneten 3 ver­ laufen.

In einem Längsschnitt in Fig. 3a bzw. in einer Schnittansicht in Fig. 3b entlang der Linie I-I der Fig. 3 sind Durchtritts­ öffnungen 13 zu erkennen, welche in dem mittleren Wandungs­ bereich 10₁ des Gehäuses 10 ausgebildet sind. Wie vorstehend bereits ausgeführt, sind sowohl der als Dauermagnet ausge­ führte Schließkörper 11 als auch das Gehäuse 10 aus weich­ magnetischem Material, in welchem der Schließkörper 11 ge­ führt untergebracht ist, mit Polytetrafluorethylen (PTFE) beschichtet, das z. B. unter dem eingetragenen Warenzeichen Teflon bzw. Fluon bekannt ist.

Da PTFE nicht nur besonders resistent gegenüber der Harnsäure des Urins ist, sondern darüber hinaus weitestgehend eine Inkrustierung des Urins verhindert, ist durch die Be­ schichtung mit PTFE zum einen eine besonders gute und gleichmäßige Gleitwirkung zwischen dem Schließkörper 11 und dem mittleren Wandungsbereich 10₁ des Gehäuses 1 und zum anderen ein zuverlässiger dichter Sitz des Schließkörpers 11 an der als Ventilsitz 10₃ dienenden Stufe der Verdickung 10₂ am distalen Ende des Gehäuses 10 gewährleistet.

In den Fig. 4 bis 7 sind vergrößerte schematische Darstellun­ gen der erfindungsgemäßen Einrichtung in verschiedenen Stel­ lungen bzw. Phasen wiedergegeben, und zwar zeigt Fig. 4 die erfindungsgemäße Einrichtung in der geschlossenen Stellung, Fig. 5 in der Öffnungsphase, Fig. 6 in der offenen Stellung und Fig. 7 in der Schließphase. Ferner sind in den Fig. 4 bis 7 Teile des hülsenförmigen Gehäuses 10 als Segment A, Seg­ ment B und Segment C bezeichnet; hierbei entspricht das Seg­ ment A dem mittleren Wandungsbereich 10₁ der Fig. 2a bzw. 3a, das Segment B dem schmalen Gehäuseteil im Bereich der Aus­ nehmung 10₄ und das Segment C der abgestuften Verdickung 10₂ mit dem Ventilsitz 10₃ des Gehäuses 10.

Wie Fig. 4 zu entnehmen ist, ist das Segment C entweder durch den Schließkörper 11 oder durch den in Fig. 4 nicht dargestellten Betätigungsmagneten 3 "S"-magnetisiert. Die dadurch erreichte magnetische "Zugkraft" wirkt in Fig. 4 nach rechts in einer mit einem Pfeil x bezeichneten Richtung. Das Segment B im Bereich der Ausnehmung 10₄ trägt den Rückfluß, um dadurch den magnetischen Kreis zu schließen. Das Segment A ist ebenfalls entweder durch den Schließkörper 11 oder durch den (nicht dargestellten) Betätigungsmagneten "N"-mag­ netisiert. Das auf der linken Seite in Fig. 4 vorstehende En­ de des Schließkörpers 11 will weiter in das Segment A ein­ dringen; dadurch entsteht eine zusätzliche Kraft in Richtung des Pfeils x. Außerdem wird in dem Segment A großflächig der Rückfluß durch das Segment B in den Schließkörper 3 gelei­ tet. In den Fig. 4 bis 7 ist der prinzipielle Verlauf der magnetischen Feldlinien durch mit Pfeilen versehene punk­ tierte Linien angedeutet.

Während in Fig. 4 der Verlauf der magnetischen Feldlinien in der Schließstellung der erfindungsgemäßen Einrichtung wie­ dergegeben ist, ist in Fig. 5 die Öffnungsphase dargestellt, d. h. der Zeitpunkt, bei welcher der Schließkörper 11 beginnt sich von dem Ventilsitz 10₃ dem Segmentes C abzuheben. Fer­ ner sind in Fig. 5 der S- und N-Pol des äußeren Betätigungs­ magneten schematisch dargestellt. Durch die hohe Kraft des äußeren Betätigungsmagneten 3 wird das Segment A "S"-magne­ tisiert. Durch die sich hierdurch ergebende Abstoßung ent­ steht eine Kraft in der Richtung des Pfeils x.

Das Segment B ist unmagnetisiert und daher in der in Fig. 5 nach links verlaufenden Öffnungsrichtung unwirksam, da es durch seinen verhältnismäßig kleinen Querschnitt nicht den ganzen Fluß aufnehmen kann. Die Bemessung des Querschnitts im Bereich des Segments B ist hinsichtlich der Auslegung und hinsichtlich der Funktionsfähigkeit ein sehr wichtiges De­ sign-Kriterium. Das Segment C ist "N"-magnetisiert und stößt dadurch den Schließkörper 3 ab. Auch in Fig. 5 ist der prin­ zipielle Verlauf von einigen Feldlinien durch mit Pfeilen versehene punktierte Linien angedeutet.

In Fig. 6 befindet sich die erfindungsgemäße Einrichtung in der geöffneten Stellung. Diese Lage kann über die Länge des Segmentes A und in Abhängigkeit von der Position eines nicht näher dargestellten Stiftes, welcher in die links von dem Segment A angedeuteten Bohrungen 10₅ eingebracht ist, stabil oder instabil ausgeführt werden. Hierbei verläuft in dem Seg­ ment A der magnetische Rückfluß. Im Falle des stabilen Zu­ standes bleiben die Segmente B und C wirkungslos. Im Falle des instabilen Zustandes ändert durch den Einfluß des Schließkörpers 3 das Segment C seine Magnetisierung in eine "S"-Magnetisierung. Dadurch rutscht der Schließkörper 3 in Richtung des Pfeiles x, wodurch die Magnetisierung in dem Segment C ansteigt, bis das Segment B den Rückfluß trägt und die "S"-Zone in dem Segment A verdrängt worden ist. Im Falle sowohl des stabilen als auch des instabilen Zustandes kann Urin von der in Fig. 6 linken Seite der erfindungsgemäßen Einrichtung durch die lediglich in Fig. 3a angedeuteten Durch­ trittsöffnungen 13 in die kreisförmige Ausnehmung 10₄ im Bereich des Segmentes B und von dort durch die Austritts­ öffnung 12 im Bereich des Segmentes C ungehindert austreten.

In Fig. 7 ist schließlich die Schließphase dargestellt, bei welcher der Schließkörper 11 beginnt, sich von der offenen, in Fig. 6 wiedergegebenen Stellung in die in Fig. 4 wiederge­ gebene Schließstellung zu bewegen. In Fig. 7 ist die Magneti­ sierung dieselbe wie in Fig. 4, d. h. alle Segmente sind in der geschlossenen Stellung durch den durch seine N- und S- Pole angedeuteten Betätigungsmagneten vormagnetisiert. Als Material für das Gehäuse 10 kann also auch ein leicht dauer­ magnetisches Material verwendet werden, das somit eine große magnetische Hysterese besitzt. Dann ist jedoch der in Fig. 6 dargestellte Offen-Zustand instabil.

Sobald sich somit Blase entleert hat, wird der äußere Be­ tätigungsmagnet 3 in Fig. 1 nach unten bzw. in Fig. 2a oder Fig. 7 nach rechts bewegt, wodurch dann der Schließkörper aus der in Fig. 6 wiedergegebenen offenen Stellung über die in Fig. 7 dargestellte Schließphase in die in Fig. 4 dargestellte Schließstellung gebracht wird. In der Schließstellung liegt dann der Schließkörper 11 wieder dicht an dem Ventilsitz 10₃ im Bereich des Segmentes C an. Bei dem Schließvorgang wirken die volle Magnetkraft des äußeren Betätigungsmagnete 3 und des inneren Dauermagneten 11 zusammen.

Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung ist somit durch die beschriebene Ausbildung des magnetischen Kreises in der je­ weiligen Ruheposition immer eine hohe permanente Öffnungs- bzw. Schließkraft erreicht.

Claims (3)

1. Einrichtung zum Verschließen und Öffnen eines in einer Harnröhre gehalterten Katheters, wobei eine Ventilanordnung ein außen kreiszylinderförmiges Gehäuse (10) mit einem im di­ stalen Bereich vorgesehenen Ventilsitz und einen länglichen, kreiszylinderförmigen Schließkörper (11) aufweist, welcher von außen mittels eines Dauermagneten (3) bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der als Dauermagnet ausgebildete Schließ­ körper (11) in dem außen kreiszylinderförmigen Gehäuse (10) aus weichmagnetischem und damit unmagnetisierbarem Material geführt untergebracht ist, wobei das Gehäuse (10) im Inneren anschließend an eine an seinem distalen Ende ausgebildete Ver­ dickung (10₂) mit einem kreislinienförmigen Ventilsitz (10₃) einen dünnwandigen Abschnitt im Bereich einer kreisringförmi­ gen Ausnehmung (10₄) und darauffolgend einen Wandungsbereich (10₁) mit größerer Wandstärke zur axialen Führung des Schließ­ körpers (11) aufweist, in welchem Durchtrittsöffnungen (13) vorgesehen sind, so daß zwischen dem kreiszylinderförmigen, dauermagnetischen Schließkörper (11) und dem Wandungsbereich (10₁) mit größerer Wandstärke nur ein sehr schmaler Luftspalt vorhanden ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der kreiszylinderförmige, dauermagnetische Schließkör­ per (11) als auch das hülsenförmige Gehäuse (10) mit Polyte­ trafluorethylen (PTFE) beschichtet sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der kreiszylindrische Schließkörper (11) an seinen beiden En­ den halbkugelförmig ausgebildet ist.