DE69730506T2

DE69730506T2 - Überwachung der durchgängigkeit von schlauchleitungen...

Info

Publication number: DE69730506T2
Application number: DE69730506T
Authority: DE
Inventors: Allen James McEWEN; Michael Jameson
Original assignee: Western Clinical Engineering Ltd
Current assignee: Western Clinical Engineering Ltd
Priority date: 1996-08-12
Filing date: 1997-06-12
Publication date: 2005-01-20
Anticipated expiration: 2017-06-13
Also published as: US5935146A; JP4175664B2; EP0917453A1; CA2262781A1; EP0917453B1; DE69730506D1; AU3021497A; CN1232382A; US5681339A; AU724438B2; WO1998006373A1; JP2001500028A; CA2262781C

Description

Diese Erfindung betrifft pneumatische medizinische Vorrichtungen, wie zum Beispiel pneumatische Tourniquet Systeme, welche allgemein genutzt werden, um chirurgische Verfahren zu vereinfachen, und pneumatische Gliedmaßen-Kompressions-Systeme, welche allgemein bei der Prävention von tiefen Venenthrombosen bei Patienten und in der Behandlung von Lymphödemen genutzt werden. Insbesondere betrifft diese Erfindung eine pneumatische medizinische Vorrichtung mit einer aufblasbaren Manschette oder Vorrichtung, welche extern an einem Patienten befestigt wird und ein durch Leitungen an der aufblasbaren Manschette oder Vorrichtung angeschlossenes Instrument hat, um den Druck in der Manschette oder Vorrichtung zu steuern, um kontinuierlich oder in Abständen einen konstanten Druck oder eine gewünschte Druckwellenform an dem Teil des Körpers unterhalb der aufblasbaren Manschette oder Vorrichtung auszuüben.
Hintergrund der Erfindung
Viele Typen von pneumatischen medizinischen Vorrichtungen haben ein extern an einem Patienten befestigtes aufblasbares Teil und ein Instrumententeil, welches durch Leitungen an dem aufblabaren Teil angeschlossen ist, zur Steuerung des Drucks in dem aufblasbaren Teil, um kontinuierlich oder in Abständen einen konstanten Druck oder eine gewünschte Druckwellenform auf den Teil des Körpers unterhalb des aufblasbaren Teils auszuüben. Zwei übliche Vorrichtungstypen sind pneumatische Tourniquet Systeme für die Chirurgie und Gliedmaßen-Kompressions-Systeme für die Verhinderung von tiefen Venenthrombosen und die Behandlung von Lymphödemen.
In einem typischen Tourniquet-System umfasst eine aufblasbare Manschette ein Gliedmaß an einer gewünschten Stelle und ist pneumatisch durch flexible Pneumatik-Leitungen an einer Drucksteuerung angeschlossen, welche den Druck in der Manschette über einem Minimaldruck hält, welcher nötig ist, um arteriellen Blutfluss in das Gliedmaß distal zu der Manschette über einen für die Durchführung eines chirurgischen Verfahrens distal zu der Manschettenstelle ausreichend langen Zeitraum zu stoppen. Viele Typen derartiger pneumatischer Tourniquet-Systeme wurden im Stand der Technik beschrieben, wie zum Beispiel die von McEwen im US Patent Nr. 4,469,099, Nr. 4,479,494 und Nr. 5,439,477 und von McEwen und Jameson im US Patent Nr. 5,556,415 (früher UP Patent Appl. 08/297,256, eingereicht am 26. August 1994) beschriebenen.
In einem typischen Gliedmaßen-Kompressions-System für die Verhinderung von tiefen Venenthrombosen und die Behandlung von Lymphödemen wird eine aufblasbare Vorrichtung an einem Gliedmaß befestigt und durch flexible Pneumatikleitungen an einer Drucksteuerung angeschlossen, welche den pneumatischen Druck in der Vorrichtung steuert, um periodisch die Vorrichtung aufzublasen und somit periodisch Druck auf das darunter liegende Gliedmaß auszuüben und den Fluss von venösem Blut in dem Gliedmaß zu verbessern. Beispiele derartiger Gliedmaßen-Kompressions-Systeme werden im US Patent Nr. 3,892,229 von Taylor et. al. und im US Patent Nr. 4,013,069 von Hasty gegeben. Ein weiteres Beispiel wird im US Patent Nr. 5,843,007 (früher US Patent Appl. 08/639,781 von McEwen and Jameson, eingereicht am 29. Apri1 1996) gegeben.
Ein allgemeines mit der Verwendung von pneumatischen Tourniquet Systemen und Gliedmaßen-Kompressions-Systemen verbundenes Problem betrifft die flexible pneumatische Leitung, welche einen pneumatischen Weg zwischen der Drucksteuerung und der pneumatischen Manschette oder Vorrichtung schafft. Die Drucksteuerung ist oft entfernt von dem Patienten angeordnet, wodurch die Verwendung von langen und sehr flexiblen Leitungen notwendig wird, welche sich von der Steuerung und um und zwischen dem Personal und anderen Ausrüstungsgegenständen zu dem Patienten erstreckt. Pneumatikanschlüsse werden typischerweise genutzt, um die flexible Leitung von der Drucksteuerung, und von der Manschette oder Vorrichtung, zu lösen und sie zu verbinden. Während der Verwendung von Tourniquet-Systemen und Gliedmaßen-Kompressions-Systemen kann sich die Durchgängigkeit von den Leitungen, inklusive der zugehörigen Anschlüsse, oder der durch die Leitung erzeugte Grad an pneumatischer Blockade ändern und die Funktion solcher Systeme gefährlich beeinträchtigen. Zum Beispiel kann die Leitung vor oder während der Verwendung geknickt und teilweise oder komplett blockiert werden, und somit den pneumatischen Fluss einschränken oder die Drucksteuerung vollständig von der Manschette oder Vorrichtung isolieren, und somit die Erzeugung eines gewünschten Drucks in der Manschette oder Vorrichtung verhindern. Die Leitung kann auch durch Fehlfunktion oder Fehlbedienung von der Drucksteuerung oder von der Manschette oder Vorrichtung getrennt werden, wodurch wiederum die Erzeugung eines gewünschten Drucks in der Manschette oder Vorrichtung verhindert wird.
Birmingham et. al. beschreibt im US Patent Nr. 4,520,819 ein Tourniquet-System mit einem Differentialdruck-Verschluss-Detektor, um bestimmte Arten von Leitungsblockierungen zu entdecken, aber diese Erfindung ist auf Tourniquet-Systeme beschränkt, welche zwei pneumatische Leitungen zwischen der Drucksteuerung und der pneumatischen Manschette haben, und die Erfindung hat andere Einschränkungen.
Die vorliegende Erfindung beinhaltet eine Adaption der Prinzipien der akustischen Reflektometrie: durch Einführen eines pneumatischen Druckimpulses von kurzer Dauer in eine pneumatische Leitung und anschließendem Analysieren von Reflektionen, welche von dem Druckimpuls entstehen, welche auftreten, wenn der Impuls auf eine Änderung in der Querschnittsfläche der Leitung trifft während er durch die Leitung fortschreitet, und durch Vergleichen der Amplitude des eingeführten Impulses mit der Amplitude des reflektierten Impulses kann die pneumatische Leitung hinsichtlich Querschnittsfläche und Länge charakterisiert werden. Derartige pneumatische Leitungen können hinsichtlich der Querschnittsfläche und Länge charakterisiert werden, weil jeder Unterschied in der Querschnittsfläche an einer bestimmten Stelle entlang der Länge der Leitung proportional zu der Amplitude des von der Stelle reflektierten akustischen Impulses ist, und die Zeitverzögerung bis der reflektierte Impuls entdeckt wird kann analysiert werden, um die bestimmte Stelle entlang der Länge der Leitung zu bestimmen. Eine detailliertere Erläuterung des Prinzips der akustischen Reflektometrie ist im US Patent Nr. 4,326,416 von Fredberg enthalten.
Im Stand der Technik wurden Techniken beschrieben, welche die akustische Reflektometrie nutzen, um ein für die Atemwege eines Patienten, oder ein für die akustischen Reflektionseigenschaften einer Leitung oder eines Hohlraums repräsentatives Signal zu erhalten. Siehe zum Beispiel US Patent Nr. 4,326,416 und Nachprüfungs-Zertifikat B1 4,326,416 von Fredberg. Andere Techniken wurden im Stand der Technik beschrieben, welche die akustische Reflektometrie und ein Wellenrohr in der Nasenhöhle eines Patienten nutzen, um die Form des nasalen Hohlraums zu bestimmen. Siehe zum Beispiel US Patent Nr. 5,316,002 von Jackson et. al. Im US Patent Nr. 5,445,144 beschreiben Wodicka et. al. eine Technik, welche akustische Reflektometrie nutzt, um die Platzierung eines bewegbaren Schlauchs oder Katheders in einem Körper zu führen, die Position zu bestimmen und die Durchgängigkeit sicher zu stellen. Der Stand der Technik beschreibt keine Techniken oder Vorrichtungen zur Entdeckung oder Lokalisierung einer teilweisen Blockierung, einer vollständigen Blockierung, oder einer Trennung von Leitung und zugehörigen Anschlüssen, welche pneumatisch zwischen einer Drucksteuerung und einer aufblasbaren Manschette oder Hülle einer pneumatischen medizinischen Vorrichtung kommunizieren, welche extern an dem Körper eines lebenden Subjekts an einer bestimmten Stelle befestigt ist und periodisch oder für eine längere Zeitperiode unter Druck gesetzt wird, um einen therapeutischen Zweck zu erfüllen.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung schafft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Überwachung der Durchgängigkeit von Leitungen in pneumatischen medizinischen Vorrichtungen. Genauer gesagt beinhaltet die vorliegende Erfindung Mittel zur Entdeckung und Lokalisierung einer teilweisen Blockierung, einer vollständigen Blockierung, oder einer Trennung von Leitung und zugehörigen Anschlüssen, welche pneumatisch zwischen einer Drucksteuerung und einer Manschette oder Hülle einer pneumatischen medizinischen Vorrichtung kommunizieren, wie zum Beispiel einem pneumatischen Tourniquet-System oder einem pneumatischen Gliedmaßen-Kompressions-System. In der vorliegenden Erfindung können Änderungen in der Querschnittsfläche der pneumatisch zwischen der Drucksteuerung einer medizinischen Vorrichtung und der Manschette oder Vorrichtung kommunizierenden Leitung, welche mit teilweiser oder vollständiger Blockierung verbunden sind, entdeckt und lokalisiert werden, indem Änderungen in akustischen Reflektionen analysiert werden, welche von diesen teilweisen oder vollständigen Blockierungen hervorgerufen werden. Ebenso können Änderungen in der Durchgängigkeit, welche mit der Trennung der Manschette oder Vorrichtung von der Leitung verbunden sind, oder mit der Trennung der Leitung von der Drucksteuerung verbunden sind, durch Analyse von Änderungen in akustischen Reflektionen des Druckimpulses bestimmt werden.
Die Erfindung ist auf pneumatische medizinische Vorrichtungen gerichtet, welche folgende Mittel umfassen: eine aufblasbare Vorrichtung zur Positionierung auf der Oberfläche eines Gliedmaßes und welche ausgebildet ist, um Druck auf das Gliedmaß unterhalb der Vorrichtung auszuüben, wenn sie mit Gas aufgeblasen wird; Leitungen, um eine pneumatische Leitung zwischen der aufblasbaren Vorrichtung und einem Drucksteuerungsmittel zu schaffen; und Drucksteuerungsmittel, um die Leitung mit Gas mit einem kontrollierten Druck zu versorgen, wobei das Drucksteuerungsmittel Impuls-Erzeugungsmittel enthält, um einen pneumatischen Impuls an einer Messstelle in der Leitung, durch Erzeugung einer Variation in dem Gasdruck an der Messstelle während eines finiten Zeitintervalls, zu erzeugen, und Leitungsdurchgängigkeits-Überwachungsmittel, welche ausgebildet sind, um die Variation von pneumatischem Druck an der Messstelle zu erfassen und ein Leitungsblockadesignal zu erzeugen, wenn die nach dem finiten Zeitintervall erfasste Variation von pneumatischem Druck einen Referenzlevel überschreitet. Der Referenzlevel kann eine vorbestimmte Fraktion der während des finiten Zeitintervalls erfassten Maximalvariation des pneumatischen Drucks sein.
Die Leitungsdurchgängigkeits-Überwachungsmittel der vorliegenden Erfindung erzeugen vorzugsweise ein Abgelaufene-Zeit-Signal, welches für die abgelaufene Zeit zwischen der maximalen Variation des pneumatischen Drucks und der Erzeugung des Leitungsblockade-Signals Indikativ ist, und bestimmen die Position der Blockierung der Leitung entsprechend der von dem Abgelaufene-Zeit-Signal angezeigten abgelaufenen Zeit.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Blockdiagramm der bevorzugten Ausführungsform, wie sie in einem pneumatischen Tourniquet-System angewandt wird, welches eine pneumatische Leitung hat, die eine aufblasbare Tourniquet-Manschette an Kontrollinstrumenten anschließt.
2 ist ein Flußdiagramm, welches den durch die in 1 gezeigte Vorrichtung ausgeführten Betriebsablauf darstellt, wenn nach Blockierungen gesucht wird.
3a, 3b und 3c sind grafische Darstellungen von Signalen, welche von der in 1 gezeigten Vorrichtung aufgenommen wurden.
4 ist ein Blockdiagramm der bevorzugten Ausführungsform, angewandt in einem pneumatischen Tourniquet-System, welches zwei pneumatische Leitungen hat, die eine aufblasbare Tourniquet-Manschette an Kontrollinstrumenten anschließen.
5 ist ein allgemeineres Blockdiagramm der bevorzugten Ausführungsform, angewandt in pneumatischen medizinischen Vorrichtungen, wie zum Beispiel pneumatischen Tourniquet-Systemen und pneumatischen Gliedmaßen-Kompressions-Systemen.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Die abgebildete Ausführungsform soll nicht umfassend gemeint sein oder die Erfindung auf die exakt offenbarte Form beschränken. Sie wurde ausgewählt und beschrieben, um die Prinzipien der Erfindung und ihre Anwendung und praktische Verwendung zu erläutern, und dadurch andere Fachmänner in die Lage zu versetzen, die Erfindung zu nutzen.
Die wie beschriebene bevorzugte Ausführungsform ist primär auf die Überwachung der Durchgängigkeit von pneumatischen Leitungen gerichtet, welche Teil einer medizinischen Vorrichtung sind und eine aufblasbare Manschette oder Vorrichtung an einer pneumatischen Steuerung anschließen. Die Durchgängigkeit der pneumatischen Leitung wird unter Verwendung der Prinzipien der akustischen Reflektometrie überwacht, um in der Leitung auftretende Blockierungen zu entdecken und zu lokalisieren. Es ist jedoch klar, dass die hier beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren auch angewandt werden können, um die Charakteristiken eines pneumatischen Systems vollständiger hinsichtlich von Längen und Querschnittsflächen zu bestimmen, und, zum Beispiel, genutzt werden können, um an einer Vorrichtung angeschlossene pneumatische Zubehöre zu identifizieren.
Um den Leser in die Lage zu versetzen, die Prinzipien der Erfindung besser zu verstehen und die praktische Anwendung der Erfindung zu schätzen, wird sie unten in Tourniquet-Systemen eingebaut beschrieben, wie zum Beispiel solchen von McEwen im US Patent Nr. 4,469,099, Nr. 4,479,494 und Nr. 5,439,477, und durch McEwen und Jameson im US Patent Nr.
5,556,415 (früher US Patent Appl. 08/297,256, eingereicht am 26. August 1994) beschriebenen. Die Erfindung kann auch in Gliedmaßen-Kompressions-Systeme eingebaut werden, wie zum Beispiel die im US Patent Nr. 5,843,007 (früher US Patent Appl. Nr. 08/639,782 von McEwen und Jameson, eingereicht am 29. April 1996) beschriebenen.
1 zeigt ein pneumatisches Tourniquet-System, bestehend and Instrument 102 und Druckmanschette 104, welche durch Instrument 102 aufgeblasen werden kann, um Druck auf ein Gliedmaß eines Patienten auszuüben. Instrument 102 ist in Blockdiagrammform abgebildet und unten beschrieben.
Manschette 104 ist pneumatisch mittels Leitung 106 (4,5m von einem flexiblen Plastikschlauch mit einem Innendurchmesser von 0,003125m) (15 feet von einem flexiblen Plastikschlauch mit einem Innendurchmesser von 1/8 Zoll) an Verteiler 108 angeschlossen. Verteiler 108 verbindet pneumatisch Leitung 106, Ventil 110 (EVO-3-6V Clippard Instrument Laboratory, Cincinnati OH), Ventil 112 und Wandler 114 (MPX 5100 Motorola Semiconductor).
Verteiler 108 ist derart konstruiert, dass die physischen Abstände zwischen Wandler 114 und Ventilen 110 und 112 minimiert werden. Ventil 112 ist ein Rückschlagventil, welches den Gasfluss von Verteiler 108 zu Leitung 116 verhindert, wenn der Druck in Verteiler 108 höher ist als der Druck in Leitung 116.
Ventil 110 verbindet in Antwort auf durch Mikroprozessor 118 (80C196KB INTEL Corp., Santa Clara, CA) erzeugte Steuerungssignale, und konditioniert durch Ventiltreiber 120, pneumatisch Verteiler 108 mit der Umgebung, und erlaubt den Druckablass in Manschette 104.
Die pneumatische Pumpe 122 ist mittels Leitung 116 pneumatisch an Ventil 112 angeschlossen. Die Pumpe 122 dient zum unter Druck setzen von Manschette 104 in Antwort auf durch Mikroprozessor 118 erzeugte Steuerungssignale, welche durch Pumpentreiber 124 kommuniziert werden.
Der Druckwandler 114 erzeugt ein Manschettendruck-Signal, welches den Gasdruck in Manschette 104 anzeigt, und das Manschettendruck-Signal wird dann zu einem Analog-Digital-Wandler (ADC) Eingang von Mikroprozessor 118 übertragen, welcher das Manschettendruck-Signal digitalisiert. Das Manschettendruck-Signal wird von Mikroprozessor 118 in Kombination mit einem Manschetten Inflations-Signal, Manschetten Deflations-Signal und einem Manschettendruck Referenz-Signal wie unten beschrieben genutzt, um den Druck in Manschette 104 in die Nähe des Referenzdrucks zu regulieren, welcher durch das Referenzdruck-Signal repräsentiert wird, in dem Signale für die Aktivierung von Pumpe 122 und Ventil 110 erzeugt werden.
Das Manschettendruck-Signal von Druckwandler 114 wird auch durch Hochpassfilter 128 zu Verstärker 126 kommuniziert. In dieser Anwendung der Erfindung ist Hochpassfilter 128 ein einfacher RC Filter mit einem Bandpass von 50 Hz. Die Amplitude des von Druckwandler 114 erzeugten Manschettendruck-Signals ist ungefähr 5 mV pro mmHg ausgeübten Drucks. In der bevorzugten Ausführungsform hat Verstärker 126 eine Verstärkung von 600 und eine 3 dB Bandbreite von 400 Hz. Die resultierende Ausgabe von Verstärker 126 ist die AC Komponente desManschettendruck-Signals, verstärkt und Bandpass limitiert, dieses Signal wird, im folgenden als das reflektierte Druckimpuls-Signal (RPP) bezeichnet, an einem Analog-zu-Digital Wandler Eingang von Mikroprozessor 118 angeschlossen. Der Mikroprozessor 118 analysiert das RPP Signal, um, wie unten beschrieben, nach einer Blockierung von Leitung 106 zu suchen.
Schlüsselschalter 130 sind mit Eingängen von Mikroprozessor 118 verbunden, wobei der Anwender von Instrument 102 mit Mikroprozessor 118 über die Schlüsselschalter 130 kommunizieren kann, um einen Manschetten-Referenzdruck zu setzen, Alarmlimits zu setzen und sonst wie Instrument 102 zu steuern, wie es durch die Betriebssoftware von Mikroprozessor 118 vorgegeben ist.
Das Display 132 ist mit Ausgängen von Mikroprozessor 118 verbunden, wobei Display 132 in der bevorzugten Ausführungsform aus 7-Segment-LEDs besteht und entsprechender Interface-Elektronik. Im Betrieb kann Mikroprozessor 118 die Level von verschiedenen Signalen über Display 132 zu einem Anwender von Instrument 102 übertragen. Diese Signale beinhalten, sind aber nicht darauf beschränkt, dass Manschettendruck-Signal, Manschetten-Referenzdrucksignal und ein Blockierungs-Alarm-Signal.
Der Audiowandler 134 ist mit einem Ausgang von Mikroprozessor 118 verbunden und wird von Mikroprozessor 118 genutzt, um den Anwender von Instrument 102 auf Alarmzustände hinzuweisen.
In 1 bietet Stromzufuhr 136 regulierten elektrischen Strom für den normalen Betrieb von allen elektronischen und elektrischen Komponenten.
Mikroprozessor 118 reguliert durch Steuerung der Aktivierung von Ventil 110 und Pumpe 122 den Druck in Manschette 104, so dass er nahe des Referenzdrucks liegt. In regelmäßigen Intervallen von 30 ms fügt Mikroprozessor 118 eine Regelungssubroutine ein. Innerhalb der Regelungssubroutine sammelt Mikroprozessor 118 das Manschettendruck-Signal, berechnet dann von der Differenz des Manschettendruck-Signals und des Manschettendruck-Referenzsignals ein Manschettendruck-Fehlersignal, das Manschettendruck-Fehlersignal wird dann in einem Proportional-Integral-Regelungsalgorithmus genutzt, um eine Aktivierungszeit entweder für Ventil 110 oder . Pumpe 122 zu berechnen. Jedes Mal wenn die Regelungssubroutine eingegeben wird, werden neue Aktivierungszeiten für Ventil 110 und Pumpe 122 berechnet.
Um sicher zu stellen, dass das Manschettendruck-Signal für den tatsächlichen Druck in Manschette 104 repräsentativ ist, testet Mikroprozessor 118 in regelmäßigen Zeitabständen nach Blockierungen von Leitung 106.
In einer, durch einen von Mikroprozessor 118 unterhaltenen Blockierungs-Test-Zähler bestimmten Rate prüft Mikroprozessor 118 in regelmäßigen Zeitabständen nach Blockierungen von Leitung 106, in dem eine Blockierungs-Test-Subroutione ausgelöst wird, wie in 2 dargestellt. In der bevorzugten Ausführungsform wird ein Blockierungs-Test einmal pro Sekunde ausgelöst, während der Druck in Manschette 104 reguliert wird. Wenn festgestellt wird, dass Leitung 106 blockiert ist, wird die Rate mit welcher Blockierungs-Tests ausgelöst werden auf zwei pro Sekunde erhöht. Einmal ausgelöst läuft ein Blockierungs-Test wie unten beschrieben und in dem in 2 abgebildeten Flussdiagramm gezeigt ab. Die Aktivierung von Ventil 110 und Pumpe 122 durch die oben beschriebene Regelungssubroutine wird ausgesetzt 202. Die Blockierungs-Test-Subroutine pausiert anschließend für eine Zeitspanne von 60 ms 204, dies gibt dem Druck in Verteiler 108, Leitung 106 und Manschette 104 Zeit sich auszugleichen und jegliche durch den Betrieb von Ventil 110 und Pumpe 122 erzeugte Druckstörungen Zeit sich zu setzen. Mikroprozessor 118 löst dann das Sammeln und Speichern der RPP Signale 206 in einer Rate von 1 Probe pro Millisekunde aus. Die Blockierungs-Test-Subroutine fährt durch Aktivierung von Ventil 110 für eine Zeitspanne von 7 ms 208 fort, wobei aufgrund der mechanischen Beschränkungen von Ventil 110 diese Aktivierung eine tatsächliche Ventil-Öffnungszeit von etwa 3 ms erzeugt. Die kurze Aktivierung von Ventil 110 führt einen Druckimpuls von etwa 3 ms in das pneumatische System von Instrument 102 ein. Die finite Breite des Impulses wurde durch experimentieren für dieses pneumatische System bestimmt. Die Aufnahme und Speicherung der RPP Signale 210 fährt dann fort, in der bevorzugten Ausführungsform fährt diese Sammlung fort, bis 60 Werte aufgenommen wurden. Wenn die Aufnahme der RPP Signale komplett ist 212, wird die Aktivierung von Ventil 110 und Pumpe 122 durch die Regelungssubroutine wieder aufgenommen 214.
Die in 2 gezeigte Blockierungs-Test Subroutine fährt wie unten beschrieben durch Verarbeitung und Auswertung des gespeicherten RPP Signals 216 fort. Wenn die Auswertung des RPP Signals anzeigt, dass Leitung 106 blockiert ist 218, wird der Wert eines von Mikroprozessor 118 unterhaltenen Blockierungs-Alarm-Signals auf einen Wert gesetzt, welcher einen Blockierungs-Alarm 220 anzeigt und die Rate des Blockierungs-Test-Zählers wird auf 500 ms 222 eingestellt. Wenn die Auswertung des RPP Signals anzeigt, dass Leitung 106 nicht blockiert ist, wird der Wert eines von Mikroprozessor 118 unterhaltenen Blockierungs-Alarm-Signals auf einen Wert gesetzt, welcher die Abwesenheit eines Blockierungs-Alarms 224 anzeigt und die Rate des Blockierungs-Test-Zählers wird auf 1000 ms 226 eingestellt.
Wenn Verteiler 108 unter Druck gesetzt wird, erzeugt die kurze Öffnung von Ventil 110 und die damit verbundene Freisetzung von Gas von Verteiler 108 eine kurze Druckvariation innerhalb des Verteilers 108, wobei dieser Druckimpuls sich dann entlang Leitung 106 zur Manschette 104 fortsetzt und auch von Wandler 114 wahrgenommen wird. Die Polarität eines durch eine kurze Freisetzung von Gas eingeführten Druckimpulses wird als negativ definiert. Die Amplitude des eingeführten Druckimpulses wird primär durch den statischen Druck innerhalb des Verteilers 108, der Öffnungszeit von Ventil 110 und der Mündungsgröße von Ventil 110 bestimmt. Wenn der eingeführte Druckimpuls einer Änderung in der Querschnittsfläche von Leitung 106 begegnet, wird ein Teil des eingeführten Druckimpulses entlang Leitung 106 zurück zum Wandler 114 reflektiert und von Wandler 114 entdeckt. Die Polarität und Amplitude dieses reflektierten Druckimpulses in Relation zu dem eingeführten Druckimpuls lassen auf das Ausmaß der Änderung in der Querschnittsfläche von Leitung 106 in der Region schließen, von der die Reflektion herkam. Die zwischen Einführung des Druckimpulses und der Entdeckung des reflektierten Druckimpulses verstrichene Zeit kann genutzt werden, um die Distanz hin und zurück zur der Region der Leitung 106 zu berechnen, wo die Änderung des Querschnittsbereichs vorliegt.
Zum Beispiel wird ein an dem Punkt, wo die Leitung 106 in die Manschette 104 eintritt, was Äquivalent mit einer wesentlichen Durchmesser- oder Querschnittsflächen-Vergrößerung von Leitung 106 ist, eingeführter Druckimpuls mit einem Polaritätswechsel reflektiert. 3a zeigt das von der bevorzugten Ausführungsform aufgezeichnete RPP Signal, wenn die Leitung 106 nicht blockiert ist. In 3a wird das RPP Signal als 302 bezeichnet, der eingeführte Druckimpuls wird als 304 bezeichnet und der reflektierte Druckimpuls wird als 306 bezeichnet. Es kann in 3a gesehen werden, dass der reflektierte Druckimpuls von der entgegengesetzten Polarität zu dem eingeführten Druckimpuls ist, und nach 30 ms, dem eingeführten Druckimpuls folgend, auftritt. Wenn die Ausbreitungsgeschwindigkeit eines Druckimpulses in dem zum unter Druck setzen von Manschette 104 genutzten Gases bekannt ist, kann die Distanz von Instrument 102 zu Manschette 104 berechnet werden, in dem die Ausbreitungsgeschwindigkeit mit der zwischen der Einführung eines Druckimpulses und der Entdeckung des reflektierten Druckimpulses verstrichenen Zeit multipliziert wird und dieses Produkt mit 2 dividiert wird. In dem Fall der bevorzugten Ausführungsform ist die Ausbreitungsgeschwindigkeit etwas 0,3 m (1 foot) pro Millisekunde, der Geschwindigkeit des Schalls in der Luft, und daher kann berechnet werden, dass Manschette 104 etwas 4,5 m (15 feet) von Instrument 102 entfernt ist.
3b zeigt das von der bevorzugten Ausführungsform aufgezeichnete RPP Signal, wenn die Leitung 106 an dem Punkt blockiert ist, wo die Leitung 106 in die Manschette 104 eintritt. In 3b wird das RPP Signal als 308 bezeichnet, der eingeführte Druckimpuls wird als 310 bezeichnet und der reflektierte Druckimpuls wird als 312 bezeichnet. Es kann in 3b gesehen werden, dass der reflektierte Druckimpuls von derselben Polarität wie der eingeführte Druckimpuls ist, und nach 30 ms, dem eingeführten Druckimpuls folgend, auftritt.
3c zeigt das von der bevorzugten Ausführungsform aufgezeichnete RPP Signal, wenn die Leitung 106 auf halbem Wege zwischen Instrument 102 und Manschette 104 blockiert ist. In 3c wird das RPP Signal als 314 bezeichnet, der eingeführte Druckimpuls wird als 316 bezeichnet und der reflektierte Druckimpuls wird als 318 bezeichnet. Es kann in 3c gesehen werden, dass der reflektierte Druckimpuls von derselben Polarität wie der eingeführte Druckimpuls ist, und nach 15 ms, dem eingeführten Druckimpuls folgend, auftritt. Die anderen Impulse, welche dem reflektierten Impuls 318 folgen, sind Nachhalle des eingeführten Druckimpulses.
Innerhalb des in 1 gezeigten Instruments 102 verarbeitet und wertet Mikroprozessor 118 das gespeicherte RPP Signal, um zu bestimmen, ob Leitung 106 blockiert wurde, in dem die Amplitude des reflektierten Druckimpulses in Relation zu der des eingeführten Druckimpulses untersucht wird. Wenn die Polarität des reflektierten Impulses im Wesentlichen dieselbe ist, wie die des eingeführten Impulses und die Amplitude des, reflektierten Impulses einen vorbestimmten, durch Experimentieren bestimmten Grenzwert überschreitet, wird Leitung 106 als blockiert bestimmt, und ein Blockierungs-Alarmsignal wird von Mikroprozessor 118 auf einen vorbestimmten Wert gesetzt, welcher einen Blockierungs-Alarm anzeigt. Wenn die Polarität des reflektierten Impulses im Wesentlichen zu der des eingeführten Impulses entgegengesetzt ist und einen vorbestimmten, ebenfalls durch Experimentieren geschaffenen Grenzwert überschreitet, wird das Blockierungs-Alarm-Signal auf einen vorbestimmten Wert gesetzt, welcher die Abwesenheit eines Blockierungs-Alarms anzeigt. Während der Analyse des gespeicherten RPP Signals berechnet Mikroprozessor 118 die verstrichene Zeit zwischen dem eingeführten Druckimpuls und dem reflektierten Druckimpuls und berechnet, wie oben beschrieben, die Distanz zu dem Punkt entlang Leitung 106, wo die Reflektion herrührt. Diese Distanz kann auf Display 132 angezeigt werden, um den Anwender von Instrument 102 in die Lage zu versetzen, eine Blockierung zu lokalisieren.
Wenn das Blockierungs-Alarm-Signal auf einen Wert gesetzt wird, welcher einen Blockierungs-Alarm anzeigt, warnt Mikroprozessor 118 den Anwender von Instrument 102 durch Einschalten des Audio-Wandlers 134 und Wiedergabe von entsprechenden Meldungen auf Display 132.
Der Fachmann wird bemerken, dass die Werte der verschiedenen in der bevorzugten Ausführungsform genutzten Konstanten, wie zum Beispiel die Zeit, die Ventil 110 geöffnet wird, um einen Druckimpuls in das pneumatische System einzuführen, und die Verstärkung und Bandbreite von Verstärker 128, speziell für diese besondere Realisierung der Erfindung sind und das andere Konstanten für andere Anwendungen der Erfindung gewählt werden können.
In dem in 1 dargestellten und oben beschriebenen Tourniquet-System wird ein Druckimpuls in das pneumatische System durch die rasche Freigabe eines kleinen Gasvolumens aus dem pneumatischen System eingeführt, dieses Verfahren setzt voraus, dass das pneumatische System zu einem gewissen Grad über den Umgebungsdruck unter Druck gesetzt ist. Es ist für den Fachmann offensichtlich, dass ein Druckimpuls in das pneumatische System durch andere Mittel eingeführt werden kann. Zum Beispiel kann ein Druckimpuls durch die rasche Zufügung eines kleinen Gasvolumens durch ein, an einer Gasquelle mit höherem Druck als das pneumatische System angeschlossenes Ventil eingeführt werden, oder ein Druckimpuls könnte durch rasche Variation des Volumens eines Teils des pneumatischen Systems eingeführt werden.
Das in 1 dargestellte und oben beschriebene pneumatische Tourniquet-System hat eine einzige pneumatische Verbindung zu einer aufblasbaren Manschette. Einige Druckvorrichtungen haben mehr als eine pneumatische Verbindung zu einer einzigen aufblasbaren Manschette, zum Beispiel pneumatische Tourniquet-Systeme, welche zwei pneumatische Anschlüsse, zur verbesserten Regulierung und Sicherheit, an einer Manschette haben. Um besser zu verstehen, wie die Erfindung in einer derartigen Vorrichtung angewandt werden könnte, wird unten eine Ausführungsform der Erfindung in einem pneumatischen Tourniquet-System beschrieben, welches zwei pneumatische Anschlüsse an einer Manschette hat.
4 zeigt ein pneumatisches Tourniquet-System, welches ähnlich zu dem in 1 gezeigten und oben beschriebenen System ist, aber zwei pneumatische Anschlüsse an einer Manschette hat. 4 zeigt ein System, bestehend aus Instrument 402 und Druckmanschette 404, welche durch Instrument 402 aufgeblasen werden kann, um Druck auf ein Gliedmaß eines Patienten auszuüben. Instrument 402 ist in Blockdiagrammform abgebildet und unten beschrieben.
Die Manschette 404 ist pneumatisch mittels Leitung 406 an Verteiler 408 und mittels Leitung 410 an Verteiler 412 angeschlossen. Verteiler 408 verbindet pneumatisch Leitung 406, Ventil 414 und Wandler 416. Verteiler 412 verbindet pneumatisch Leitung 408, Ventil 418 und Wandler 420. Verteiler 408 und 412 sind derart konstruiert, dass die physischen Abstände zwischen dem Wandler und den Ventil-Verbindungen minimiert werden.
Das Ventil 418 verbindet in Antwort auf durch Mikroprozessor 422 erzeugte Steuerungssignale pneumatisch Verteiler 412 mit der Umgebung, und erlaubt den Druckablass in Manschette 404.
Die pneumatische Pumpe 424 ist durch Leitung 428 pneumatisch mit Reservoir 426 verbunden. Die Pumpe 424 dient zum unter Druck setzen von Reservoir 426 in Antwort auf durch den Mikroprozessor erzeugte Steuerungssignale. Der Druckwandler 430, welcher durch Leitung 432 pneumatisch mit Reservoir 424 verbunden ist, erzeugt ein dem Druck in Reservoir 424 repräsentatives Signal, welches zu einem ADC Eingang von Mikroprozessor 422 übertragen wird. Der Mikroprozessor 422 steuert in Antwort auf das Reservoir-Druck-Signal und ein Manschettendruck-Signal die Aktivierung von Pumpe 424, um im Reservoir 426 einen Gasdruck aufrecht zu erhalten, der 100 mmHg höher ist als der in Manschette 404.
Die Leitung 434 verbindet Reservoir 426 pneumatisch mit Ventil 414. Ventil 414 verbindet, in Antwort auf durch den Mikroprozessor 422 erzeugte Steuerungssignale, pneumatisch Verteiler 408 mit Leitung 434, und erlaubt somit den Gasfluss von Reservoir 426 und darauf folgend die Druckbeaufschlagung von Manschette 404.
Die Druckwandler 416 und 420 erzeugen Manschettendruck-Signale, welche den Gasdruck in Manschette 404 anzeigen, und die Manschettendruck-Signale werden dann zu ADC Eingängen von Mikroprozessor 422 übertragen, welcher die Manschettendruck-Signale digitalisiert. Die Manschettendruck-Signale werden von Mikroprozessor 422 in Kombination mit einem Manschetten Inflations-Signal, Manschetten Deflations-Signal und einem Manschettendruck Referenz-Signal wie unten beschrieben genutzt, um den Druck in Manschette 404 nahe zu dem Referenzdruck zu regulieren, welcher durch das Referenzdruck-Signal repräsentiert wird, in dem Signale für die Aktivierung von Pumpe 414 und Ventil 418 erzeugt werden.
Das Manschettendruck-Signal von Druckwandler 416 wird auch zu Verstärker 436 durch Hochpassfilter 438 kommuniziert. Die resultierende Ausgabe von Verstärker 436, das reflektierte Druckimpuls- (RPP) Signal für Leitung 406, ist an einem Analog-zu-Digital Wandler Eingang von Mikroprozessor 422 angeschlossen. Ebenso wird das Manschettendruck-Signal von Druckwandler 420 zu Verstärker 440 durch Hochpassfilter 442 kommuniziert. Die resultierende Ausgabe von Verstärker 440, das RPP Signal für Leitung 410, ist an einem Analog-zu-Digital Wandler Eingang von Mikroprozessor 422 angeschlossen.
Schlüsselschalter 444 sind mit Eingängen von Mikroprozessor 422 verbunden, wobei der Anwender von Instrument 402 mit Mikroprozessor 422 über die Schlüsselschalter 444 kommunizieren kann, um einen Manschetten-Referenzdruck zu setzen, Alarmlimits zu setzen und sonst wie Instrument 402 zu steuern, wie es durch die Betriebssoftware von Mikroprozessor 422 vorgegeben ist.
Das Display 446 ist mit Ausgängen von Mikroprozessor 422 verbunden. Im Betrieb kann Mikroprozessor 422 die Werte von verschiedenen Signalen über Display 446 zu einem Anwender von Instrument 402 übertragen. Diese Signale beinhalten, sind aber nicht darauf beschränkt, dass Manschettendruck-Signal, Manschetten-Referenzdrucksignal und ein Blockierungs-Alarm-Signal.
Der Audiowandler 448 ist mit einem Ausgang von Mikroprozessor 422 verbunden und wird von Mikroprozessor 422 genutzt, um den Anwender von Instrument 402 bei Alarmzuständen zu warnen.
In 4 bietet Stromzufuhr 450 regulierten elektrischen Strom für den normalen Betrieb von allen elektronischen und elektrischen Komponenten.
Mikroprozessor 422 reguliert durch Steuerung der Aktivierung von Ventil 414 und Ventil 418 den Druck in Manschette 404, so dass er nahe des Referenzdrucks liegt. In regelmäßigen Intervallen fügt Mikroprozessor 422 eine Regelungssubroutine ein. Innerhalb der Regelungssubroutine sammelt Mikroprozessor 422 die Manschettendruck-Signale, berechnet dann von der Differenz der Manschettendruck-Signale und dem Manschettendruck-Referenzsignal ein Manschettendruck-Fehlersignal, das Manschettendruck-Fehlersignal wird dann in einem Proportional-Integral-Regelungsalgorithmus genutzt, um eine Aktivierungszeit entweder für Ventil 414 oder Ventil 418 zu berechnen. Jedes Mal, wenn die Regelungssubroutine eingegeben wird, werden neue Aktivierungszeiten für Ventil 414 und Ventil 418 berechnet.
Um sicher zu stellen, dass die Manschettendruck-Signale für den tatsächlichen Druck in Manschette 404 repräsentativ sind, testet Mikroprozessor 422 in regelmäßigen Zeitabständen nach Blockierungen von Leitung 406 und Leitung 410. Der Blackierungs-Test verläuft ebenso wie der oben für Instrument 102 beschriebene und in Detail in 1 gezeigte. In Instrument 402 läuft der Blockierungs-Test wie folgt ab: die Regulierung von Manschette 404 durch die Aktivierung von Ventil 414 und Ventil 418 wird ausgesetzt; nach einem vorbestimmten Intervall werden Druckimpulse in Verteiler 408 und Verteiler 412 eingeführt. Ein negativ laufender Druckimpuls wird in Verteiler 412 durch die kurze Aktivierung von Ventil 418 und die darauf folgende Freisetzung von Gas von Verteiler 412 eingeführt. Dies ist mit dem Verfahren identisch, welches genutzt wurde, um Druckimpulse in Instrument 102 einzuführen, wie in 1 gezeigt und oben beschrieben. Ein positiv laufender Druckimpuls wird in Verteiler 408 durch die kurze Aktivierung von Ventil 414 und darauf folgende Freisetzung von Gas von Reservoir 428 in Verteiler 408 eingeführt. Die resultierenden RPP Signale von Wandler 416 und Wandler 420 werden aufgenommen und analysiert, die Druckregelung in Manschette 404 kann dann wieder aufgenommen werden. Wie oben beschrieben, werden die RPP Signale ausgewertet, um auf Blockierungen von Leitung 406 und 410 getestet zu werden, in dem die Polarität und Amplitude des eingeführten Druckimpulses mit der des reflektierten Druckimpulses vergleichen wird. Wenn die Polarität des reflektierten Druckimpulses dieselbe ist, wie die des eingeführten Druckimpulses und die Amplitude des reflektierten Druckimpulses einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet, wird die Leitung als blockiert bestimmt und ein Blockierungs-Alarm-Signal auf einen Wert gesetzt, welcher einen Blockierungs-Alarm anzeigt.
1 und 4 haben die bevorzugte Ausführungsform in pneumatische Tourniquet-Systeme eingebaut gezeigt, wo Komponenten der bevorzugten Ausführungsform sowohl zur Regelung und Steuerung von Drücken, als auch zur Charakterisierung des pneumatischen Systems genutzt wurden. Eine allgemeinere Darstellung der bevorzugten Ausführungsform ist in 5 gezeigt. Dies ist eine allgemeinere Darstellung von 1 und 4 und wurde hinzugefügt, um zu zeigen, wie die Erfindung bei anderen pneumatischen medizinischen Vorrichtungen angewandt werden kann, welche eine Drucksteuerung umfassen, die durch pneumatische Leitungen an einer aufblasbaren Manschette oder Vorrichtung, welche eine diagnostische oder therapeutische Funktion hat, angeschlossen ist.
In 5 ist ein pneumatisches Gliedmaßen-Kompressions-System gezeigt, welches aus Instrument 502 besteht, welches über einen Pneumatikanschluss 506, Leitung 508 und Pneumatikanschluss 510 an einer Druckmanschette 504 angeschlossen ist. Die Drucksteuerung 512 stellt Gas für die Druckbeaufschlagung von Manschette 504 bereit und steuert den Gasdruck in Manschette 504.
Mikroprozessor 514, Druckwandler 516 und Druckimpuls-Erzeugungsmittel 518 umfassen einen pneumatischen Reflektometer zur Überwachung der Durchgängigkeit der pneumatischen Verbindung zwischen Instrument 502 und Manschette 504. Wenn Manschette 504 von Instrument 502 am Pneumatikanschluss 506 oder 510 getrennt wird, wird eine Änderung in der Länge der pneumatischen Verbindung entdeckt. Wenn Leitung 508 blockiert wird, wird dies auch entdeckt.
Leitung 520 verbindet pneumatisch Drucksteuerung 512 mit Ventil 522. Ventil 522 ist ein normalerweise offenes Ventil, welches Leitung 520 mit Verteiler 524 pneumatisch verbindet, wenn es aktiviert ist schließt Ventil 522 und isoliert pneumatisch Drucksteuerung 512 van dem Rest des pneumatischen Systems. Verteiler 524 verbindet pneumatisch Ventil 522, Pneumatikanschluss 506, Wandler 516 und Druckimpuls-Erzeugungsmittel 518. Der Verteiler 524 ist derart konstruiert, dass der physische Abstand zwischen Wandler 516 und Druckimpuls-Erzeugungsmittel 518 minimiert wird.
Der Mikroprozessor 514 steuert die Aktivierung von Ventil 522 und Druckimpuls-Erzeugungsmittel 518, und verarbeitet und wertet vom Wandler 516 kommende Signale. Das Signal von Wandler 516, welches repräsentativ zu Änderungen in dem Druck in dem pneumatischen System ist, ist an einem Analog zu Digital Eingang (ADC) von Mikroprozessor 514 angeschlossen.
Im Betrieb testet Mikroprozessor 514 in regelmäßigen Zeitabständen wie folgt nach der Blockierung von Leitung 508: Mikroprozessor 514 aktiviert zuerst Ventil 522, um das pneumatische System von Drucksteuerung 512 von Verteiler 524 zu trennen. Nach einer Zeitspanne, deren Länge ausreichend ist, damit sich jegliche durch die Schließung von Ventil 522 verursachte pneumatische Störung auflösen kann, beginnt Mikroprozessor 514 danach das von Wandler 516 kommende Signal aufzunehmen und zu werten und aktiviert Druckimpuls-Erzeugungsmittel 518. Druckimpuls-Erzeugungsmittel 518 führt in Verteiler 524 einen Druckimpuls ein, welcher sich entlang Leitung 508 zu Manschette 504 fortpflanzt. Der durch Erzeugungsmittel 518 eingeführte Druckimpuls ist von ausreichender Amplitude und Dauer, um es Wandler 516 zu ermöglichen, reflektierte Druckimpulse zu entdecken, welche durch die eingeführten Druckimpulse erzeugt werden, die auf Regionen in Leitung 508 treffen, wo der Durchmesser oder die Querschnittsfläche einer Änderung unterlaufen.
Zum Beispiel werden Reflektionen des eingeführten Druckimpulses von der Stelle erzeugt, wo Leitung 508 in Manschette 504 eintritt und wo Leitung 508 blockiert sein kann.
Mikroprozessor 514 verarbeitet und wertet, wie oben beschrieben, die von Wandler 516 kommenden Signale, durch Vergleichen der Amplitude des eingeführten Druckimpulses mit der von jeglichen entdeckten reflektierten Druckimpulsen. Wenn die Polarität des reflektierten Impulses dieselbe ist, wie die des eingeführten Druckimpulses und die Amplitude des reflektierten Druckimpulses einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet, wird Leitung 508 als blockiert angesehen und Anzeigemittel 526 wird aktiviert. Wenn die Ausbreitungsgeschwindigkeit eines Druckimpulses in dem zur Druckbeaufschlagung von Manschette 504 genutzten Gas bekannt ist, kann Mikroprozessor 514 die Distanz von Instrument 502 zu dem Punkt entlang Leitung 508, von welchem die Reflektion herrührt, berechnen. Diese Distanz kann durch Mikroprozessor 514 an Anzeigemittel 526 angezeigt werden, um einem Anwender von Instrument 502 beim Lokalisieren einer Blockierung und beim Ergreifen von abhelfenden Maßnahmen zu helfen.

Claims

Pneumatische medizinische Vorrichtung, umfassend: – eine aufblasbare Vorrichtung (104) zur Positionierung auf der Oberfläche eines Gliedmaßes und ausgebildet, um Druck auf das Gliedmaß unter der Vorrichtung auszuüben, wenn sie mir Gas aufgeblasen wird; – ein Stück von flexibler Leitung (106), um eine pneumatische Leitung zwischen der aufblasbaren Vorrichtung und einem Drucksteuerungsmittel (110, 122, 114, 118) zu schaffen, welche Leitung (106) ein erstes Ende an der Vorrichtung (104) angeschlossen hat und ein zweites Ende an dem Drucksteuerungsmittel (110, 122, 114, 118) angeschlossen hat; – dadurch gekennzeichnet, dass das Drucksteuerungsmittel (110, 122, 114, 118) ausgebildet ist, um die Leitung mit Gas mit einem kontrollierten Druck zu versorgen, um einen gewählten Druck auf dem Gliedmaß aufrecht zu erhalten, und das Drucksteuerungsmittel enthält – Impuls-Erzeugungsmittel (110), welche an dem zweiten Ende der Leitung angeschlossen sind, um einen pneumatischen Impuls in der Leitung, durch Erzeugung einer Variation in dem Gasdruck an einer Messstelle (108), an dem zweiten Ende der Leitung während eines finiten Zeitintervalls zu erzeugen, und – Leitungsdurchgängigkeits-Überwachungsmittel (114, 118), welche ausgebildet sind, um die Variation von pneumatischem Druck an der Messstelle (108) zu erfassen und ein Leitungsblockadesignal zu erzeugen, welches auf eine Blockierung hindeutet, welche irgendwo entlang der Länge der flexiblen Leitung (106) vorliegt, welches Signal erzeugt wird, wenn die nach dem finiten Zeitintervall erfasste Variation von pneumatischem Druck einen Referenzlevel überschreitet, und – Druckerzeugungsmittel (122) zum unter Druck setzen der aufblasbaren Vorrichtung (104) in Antwort auf durch das Leitungsdurchgängigkeits-Überwachungsmittel (118) erzeugte Steuerungssignale, wobei das Drucksteuerungsmittel (110, 122, 114, 118) ausgebildet ist, um Druck in der aufblasbaren Vorrichtung (104), durch Steuerung der Aktivierung der Impuls-Erzeugungsmittel (110) und der Druckerzeugungsmittel (122), zu steuern.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die medizinische Vorrichtung ein Tourniquet-System zur Vereinfachung der Durchführung eines chirurgischen Verfahrens an dem Gliedmaß an einer Operationsstelle ist, wobei die aufblasbare Vorrichtung (104) eine aufblasbare Manschette (104) zur Umfassung des Gliedmaßes nahe an der Operationsstelle ist, und wobei das Drucksteuerungsmittel (110, 122) den Gasdruck so steuert, dass die Manschette (104) einen Druck ausübt, der, während eines für die Durchführung des chirurgischen Verfahrens ausreichend langen Zeitraums, größer ist als der minimal zum Stoppen des arteriellen Blutflusses in das Gliedmaß über die Manschette benötigte Druck, und wobei das Impuls-Erzeugungsmittel (110) ein Ventil (110) beinhaltet, das zur Steuerung des Gasdrucks in der Manschette und zur Erzeugung des pneumatischen Impulses genutzt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die medizinische Vorrichtung ein Gliedmaßen-Kompressionssystem ist, welches zur Verhinderung von tiefen Venenthrombosen genutzt wird, wobei die pneumatische Vorrichtung eine auf dem Gliedmaß, nahe einer gewünschten Gliedmaßenstelle positionierte aufblasbare Kammer enthält, und wobei das Drucksteuerungsmittel den Gasdruck so steuert, dass die aufblasbare Kammer einen Druck ausübt, der ausreichend ist, um den Fluss von venösem Blut nahe der Kammer zu verbessern, und wobei das Impuls-Erzeugungsmittel (110) ein Ventil (110) enthält, das zur Steuerung des Gasdrucks in der Kammer und zur Erzeugung des pneumatischen Impulses genutzt wird.
Pneumatische medizinische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzlevel eine vorbestimmte Fraktion der während des finiten Zeitintervalls erfassten Maximalvariation von pneumatischem Druck ist.
Pneumatische medizinische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitungsdurchgängigkeits-Überwachungsmittel (114, 118) weiter ein Abgelaufene-Zeit-Signal erzeugt, welches die abgelaufene Zeit zwischen einer maximalen Variation des erfassten pneumatischen Drucks und der Erzeugung des Leitungsblockade-Signals anzeigt.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitungsdurchgängigkeits-Überwachungsmittel (114, 118) weiter die Position der Blockade der Leitung entsprechend der durch das Abgelaufene-Zeit-Signal angezeigten abgelaufenen Zeit bestimmt.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung (106) lösbare Vorrichtungsverbindungsmittel (108) enthält, um eine selektive Befestigung und Lösung der Leitung an der aufblasbaren Vorrichtung (104) zu erlauben, um die pneumatische Verbindung herzustellen bzw. zu unterbrechen, und wobei das Leitungsdurchgängigkeits-Überwachungsmittel (114, 118) weiter ausgebildet ist, um ein Vorrichtungs-Trennungs-Signal zu erzeugen, wenn die Größe und Polarität der zu einem Zeitpunkt nach dem finiten Zeitintervall erfassten Variation des pneumatischen Drucks einen Referenzlevel überschreitet, der eine vorgegebene Größe und Polarität hat.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine aufblasbare Kammer und Vorrichtungsleitungen enthält, welche eine vorgegebene Länge haben, um eine pneumatische Verbindung zwischen den Vorrichtungsverbindungsmitteln und der aufblasbaren Kammer zu schaffen, und wobei das Leitungsdurchgängigkeits-Überwachungsmittel weiter ausgebildet ist, um eine Anzeige der Länge der Vorrichtungsleitung zu erzeugen.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung lösbare Drucksteuerungs-Verbindungsmittel enthält, um eine selektive Befestigung und Lösung der Leitung an dem Drucksteuerungsmittel zu erlauben, um die pneumatische Verbindung herzustellen bzw. zu unterbrechen, und wobei das Leitungsdurchgängigkeits-Überwachungsmittel (114, 118) weiter ausgebildet ist, um ein Drucksteuerungs-Trennungssignal zu erzeugen, wenn die Größe und Polarität der zu einem Zeitpunkt nach dem finiten Zeitintervall erfassten Variation des pneumatischen Drucks einen Referenzlevel überschreitet, der eine vorgegebene Größe und Polarität hat.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Impuls-Erzeugungsmittel eine Vielzahl von pneumatischen Impulsen in Zeitintervallen erzeugt, die nicht geringer sind als ein vorbestimmtes Zeitintervall.
Verfahren zur Überwachung der Leitungsdurchgängigkeit in einer pneumatischen medizinischen Vorrichtung, umfassend folgende Schritte: – Befestigung einer aufblasbaren Vorrichtung auf der Oberfläche eines Gliedmaßes, welche Druck auf das darunter liegende Gliedmaß ausübt, wenn sie mit Gas aufgepumpt wird; – Schaffung einer flexiblen pneumatischen Leitung zwischen der aufblasbaren Vorrichtung und einer Gasquelle, welche einen steuerbaren Druck hat; – Steuerung des Drucks des zu der Leitung zugeführten Gases mit Drucksteuerungsmitteln (110, 122, 114, 118) nach Anspruch 1; – Verwendung des Impuls-Erzeugungsmittels (114) zur Erzeugung eines pneumatischen Impulses an einer Messstelle in der Leitung, in dem eine Variation in dem Druck des Gases an der Messstelle während eines finiten Zeitintervalls erzeugt wird; und – Erfassung der Variation von pneumatischem Druck an der Messstelle und Erzeugung eines Leitungs-Blockade-Signals, das eine Blockadegröße in der flexiblen Leitung anzeigt, welches Blockade-Signal erzeugt wird, wenn die nach dem finiten Zeitintervall erfasste Variation von pneumatischem Druck einen Referenzlevel überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt vom Erzeugen des pneumatischen Impulses in einem Zeitintervall wiederholt wird, welches nicht geringer ist als ein vorbestimmtes Zeitintervall.