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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Infusion von
Flüssigkeiten
in das Knochenmark von Menschen und Tieren und zur Ansaugung desselben.
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung Infusion und Ansaugung
von Knochenmark unter Notfall- und Feldbedingungen.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Üblicherweise
werden Arzneimittel und Flüssigkeiten
Patienten durch einen Katheter oder intravenös zugeführt. Dieses Verfahren ist in
den Fällen
ausreichend, in denen der Blutdruck des Patienten sich auf normalen
Höhen befindet.
Wenn der Blutdruck jedoch abfällt,
zum Beispiel während
eines Herzinfarkts, einer Arzneimittelüberdosierung oder starker Hämorrhagie
bzw. Blutung, kollabieren die peripheren Blutgefäße, und ein Zugang zu diesen
Gefäßen ist
schwierig oder unmöglich.
In solchen Fällen
ist eine intraosseale Infusion eine Alternative zu intravenöser Infusion.
Eine Vorrichtung zur intraossealen Infusion kann dazu verwendet
werden, Arzneimittel und andere Flüssigkeiten unter solchen Notfallbedingungen
in das Knochenmark zu infundieren. Insbesondere wird eine intraosseale
Vorrichtung benutzt, um die Haut des Patienten, die subkutane Schicht zwischen
der Haut und der Oberseite der kortikalen Knochenschicht, die kortikale
Knochenschicht und das Knochenmark zu durchdringen, und um Arzneimittel
oder Fluide direkt dem Blutversorgungssystem des Knochens zuzuführen.
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Typischerweise
werden das Sternum, Femur, die Tibia oder andere Knochen in der
Nähe der
Haut dazu benutzt. Intraosseale Infusion kann auch bei Patienten
mit schlecht auffindbaren Blutgefäßen und bei jungen Kindern
Anwendung finden, deren Blutgefäße klein
und ebenfalls schwer auffindbar sind. Intraosseale Infusion kann
auch unter Notfall- oder Gefechtsfeldbedingungen verwendet werden,
wo schneller intravasculärer Zugang
den Unterschied zwischen Leben und Tod ausmacht. Die Helfer bzw.
Pfleger in diesen Situationen weisen niedriges Trainingsniveau auf
und benötigen
eine intraosseale Vorrichtung, die einfach und schnell verwendbar
ist.
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Obwohl
intraosseale Infusion eine geeignete bzw. durchführbare Alternative zu intravasculärer Infusion
ist, hat sie keine weit verbreitete Akzeptanz und Beliebtheit aus
verschiedenen Gründen
gefunden. Ein Grund dafür
ist die praktische Schwierigkeit des Einsetzens der Infusionsnadel
in die richtige Tiefe in dem Knochen, um das Mark zu erreichen.
Ein Verfahren zum Beheben dieses Problems bestand darin, einen Anschlag oder
eine Markierung auf der Nadel zu verwenden, um anzuzeigen, wenn
die Nadel bis in eine bestimmte Tiefe eingedrungen ist. Dieses Verfahren
ist nicht effektiv gewesen, da es eine Abschätzung der erforderlichen Tiefe und
vorsichtige Kontrolle beim Voranbringen der Nadel erfordert. Haut-
und Gewebestärken,
die über
dem Knochen liegen, weisen Bereiche von 3 mm bis 30 mm auf, und
somit kann die Hautoberfläche
nicht als ein verlässlicher
Referenzpunkt benutzt werden. Eine geübte Person wie ein Arzt würde benötigt, um
die richtige Tiefe zu bestimmen und die intraosseale Vorrichtung
einzusetzen. Dieses kann sogar für äußerst professionelle
Personen schwierig sein. Ein anderes Verfahren zur Behebung dieses
Problems bestand darin, den Widerstand zu überwachen, welcher dem Eindringen
der Infusionsnadel entgegengesetzt wird. Der Widerstand ist groß, wenn
die Nadel durch die kortikale Schicht des Knochens dringt, aber
er nimmt ab, wenn sie das Knochenmark trifft. Das Verfahren ist
nicht sehr wirkungsvoll, da Widerstände variieren können. Wiederum
ist eine sehr geübte
Person erforderlich, um die intraosseale Nadel oder Röhre langsam
voran zu treiben und die Änderungen
im Widerstand zu erfühlen.
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Intraosseales
Durchdringen der kortikalen Knochenschicht ins Knochenmark hinein
wird auch notwendig, wenn eine Knochenmarkprobe von einem Patienten
entnommen werden muss. Wieder muss eine Nadel oder Röhre durch
die subkutane Schicht so in den Knochen eingesetzt werden, dass
das Knochenmark dann angesaugt werden kann. Wiederum kann nur eine
sehr geübte
Person exakt die Eindringtiefe der Röhre oder Nadel in das Knochenmark
hinein bestimmen.
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Im
UK-Patent mit der Nummer 1,315,796, ausgestellt auf Pashenichny
et al., wird eine Vorrichtung zur intraossealen Injektion offenbart,
welche aus einer äußeren Röhre mit
einer Schraube und einem Außengewinde
an einem Ende und einer inneren Röhre besteht, die in die äußere Röhre eingepasst
ist. Die Vorrichtung wird in das Knochengewebe eingebohrt, die innere
Röhre wird
entfernt, und eine Kanüle
wird mit der äußeren Röhre verbunden.
US-Patent mit der
Nummer 4,969,870, ausgestellt auf Kramer et al., offenbart eine
Vorrichtung für
intraosseale Infusionen mit einer Basis, die mit ihrer unteren Fläche gegen
die Haut des Patienten positioniert wird, und die Infusionsröhre wird
durch die Haut geschoben und dann gedreht, um sich durch den Knochen
zu schneiden, bis eine fortdauernde Verdrehung der Röhre die
Röhre nicht
weiter voran treibt. Bei diesen beiden Vorrichtungen gibt es keine
automatische Tiefenfühl-
bzw. abtasteinrichtung. In dem auf Schmidt et al. ausgestellten
US-Patent mit der
Nummer 3,815,605 besitzt eine intraosseale Vorrichtung Stifte oder
Beine ähnlich
einer Knochensonde bzw. einem Knochenfühler, die durch die subkutane
Schicht dringen. Der Anwender löst
eine komprimierte Feder, welche eine Kraft auf eine Infusionsröhre aufbringt
und derselben Energie zur Durchdringung des Knochens liefert. Ein
Schlagstifthalter, der die Feder mit der Infusionsröhre koppelt, steht
in Eingriff mit einer Schulter, welche den Knochenfühler umgibt,
wodurch das Eindringen der Infusionsröhre in den Knochen gebremst
wird. Obwohl diese Vorrichtung einen Knochenfühler aufweist, der es ermöglicht,
die kortikale Knochenschicht anstelle der Haut als einen Referenzpunkt
zur Bestimmung der Eindringtiefe der Infusionsnadel zu benutzen,
gibt es keine automatische Auslöseeinrichtung,
um ein übermäßiges Durchdringen
des Knochenmarks zu verhindern. Außerdem kann, wenn der Schlagstifthalter
mit der Schulter in Eingriff kommt, die von der Feder ausgelöste überschüssige Energie
den Knochenfühler
nach unten treiben und übermäßig in den
Knochen eindringen.
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US-Patent
mit der Nummer 5,520,650, ausgestellt auf Zadini, offenbart eine
Vorrichtung zum Einsetzen einer Kanüle in einen Körperhohlraum.
Ein Kolben wird von Hand so geschoben, dass eine angebrachte Kanüle die Haut
durchdringt. Sobald sie unter der Haut ist, löst der Benutzer den Kolben,
und der Kolben wird von einer Vorspannfeder zurückgezwungen, wobei ein Vakuum
in der Kolbenkammer erzeugt wird. Das Vakuum zieht Körperflüssigkeit
in die Kanüle
und Kolbenkammer bis das Vakuum abnimmt. Mit dem ausreichend niedrigen
Vakuum bewegt sich der Kolben zurück gegen einen Arretierstift,
wobei ein Zwischenglied gelöst wird,
das von einer Feder vorwärts
getrieben wird, wobei ein Haltestab verriegelt wird, welcher seinerseits
eine weitere Bewegung des Katheters oder der Nadel blockiert. Zadini
erfordert eine einsetzbare Hohlkanüle, da sie Druck abfühlt, um
die Kanüle
davon abzuhalten, dass sie die Kette von Ereignissen auslöst, die
einen Haltestab verriegelt und weiteres Einsetzen der Hohlkanüle verhindert.
Erwartungsgemäß trifft
die Nadelspitze auf eine Flüssigkeit,
welche in die Nadel hineinfließt,
wobei das Vakuum in der Kammer aufgehoben wird, und dem Kolben eine
Bewegung ermöglicht
wird, wobei auf diese Art und Weise der Arretiermechanismus der
Vorrichtung ausgelöst
wird. Zadini erfordert auch, dass das darüber liegende Gewebe Dichtungseigenschaften
aufweist. Drittens hält
Zadini eine Bewegung der Kanüle
sofort an, wenn sie in einen geeigneten Körperhohlraum eintritt, und
tastet bzw. fühlt
keine relative Stellung innerhalb eines Zielhohlraums ab, sondern
lediglich, ob die Kanüle
in dem Hohlraum ist oder nicht.
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US-Patent
mit der Nummer 4,874,380, ausgestellt auf Hesketh, offenbart eine
auf einem Pflaster angebrachte Vorrichtung zur Festhaltung eines
lösbaren
Katheters, welche einen Pfosten bzw. eine Stütze aufweist, an der ein Kabelbinder
befestigt ist. Der Kabelbinder wird zum Eingriff mit einem Katheter
verwendet. Die einzige Funktion des Pflasters besteht darin, einen
Katheter festzuhalten.
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Battenfield
(US-A-5 364 361) offenbart eine Schablone zur Anweisung eines richtigen
Einsetzens von Einrichtungen zur Drainage eines ausgedehnten Schleimbeutels.
Die Schablone ist zum Gebrauch bei entweder einem rechten oder linken
Knie und ist mit Lokalisierungsangaben zur visuellen Ausrichtung
mit der Patella und Tibia versehen. Da eine visuelle Ausrichtung
allein unzuverlässig
ist, würde
es wünschenswert
sein, ein solches Verfahren mit einer mehr mechanischen Methode
zum Ausrichten zu kombinieren.
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Weitere ähnliche
Vorrichtungen zur intravasculären
Infusion (US-Patent-Nr. 5,327, 290, ausgestellt auf Zadini et al.,
und US-Patent-Nr. 5,480,388, ausgestellt auf Zadini et al.) und
zur Tracheotomie (US-Patent-Nr. 4,556,059, ausgestellt auf Adamson,
Jr.) können
automatische Auslöseeinrichtungen
besitzen, welche eine Feder zum Einsetzen mit Eigenantrieb verwenden.
Keine des Stands der Technik offenbart eine Auslösevorrichtung, welche die Eindringtiefe
der Eindringvorrichtung steuert, welche mit beliebiger bzw. willkürlicher
Geschwindigkeit durch beliebige Stärken von darüber liegendem
Gewebe gegen einen unbekannten Widerstand eingesetzt wird.
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Ein
weiteres Problem bei Anwendung intraossealer Infusion besteht in
der Notwendigkeit, die geeignete Stelle zum Einsetzen der Infusionsröhre an einem
Patientenkörper
schnell und leicht zu finden. Ein halb ausgebildeter Helfer würde in einer
Notfallsituation nicht dazu geeignet sein, die Zielposition für intraosseale Infusion
schnell zu identifizieren. Der Stand der Technik offenbart Schablonen
zur Führung
des Einsetzens von Spritzen zur Drainage des Knieschleimbeutels
und zum Einsetzen von spinalen Markierungsnadeln. Eine Schablone
zur Führung
eines Helfers zu der korrekten Position zur Drainage des Knieschleimbeutels
zusammen mit der hypodermischen Nadel bzw. Injektionsnadel, die
in dem Verfahren benutzt wird, ist im auf Battenfield ausgestellten
US-Patent mit der Nummer 5,364,361 offenbart. Das auf Michelson
ausgestellte US-Patent mit der Nummer 4,985,019 lehrt eine Röntgenmarkierungsscheibe
mit einem Gittermuster und Angaben zur Bestimmung der Position und
Ausrichtung der spinalen Markierungsnadel. Es gibt einen Bedarf
für eine
Schablone zur Führung
der Platzierung einer intraossealen Infusionsvorrichtung, damit
ein halbausgebildeter Helfer bzw. Pfleger den Ort von intraossealer
Infusion exakt und schnell bestimmen kann.
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Ein
drittes Problem bei intraossealer Infusion besteht darin, dass Dehnung
und Spannung auf der Infusionsröhre,
die über
der Haut hervorsteht, eine Versetzung der Röhre von dem Knochen, Zerreißen der
Haut oder übermäßiges Eindringen
der Infusionsröhre
hervorrufen kann. Eine Ursache einer solchen Spannung ist die Bewegung
von Haut und Gewebe, welche Dehnung auf die Infusionsröhre aufgingen
und sie versetzen kann. Die Infusionsröhre kann durch die intravenöse Fluidzufuhrröhre unter
Spannung gesetzt werden. Kräfte oder
Drücke
von Gegenständen,
die auf die intraosseale Infusionsstelle drücken, können die Infusionsröhre zu weit
in den Knochen hinein oder durch denselben hindurch schieben. Dieses
Problem ist insbesondere schwierig, wenn ein Patient in einem Ambulanzwagen
oder in einem Kriegsgebiet transportiert wird, wo Bewegung des Patienten
unter unkontrollierten Bedingungen erforderlich ist.
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Der
Stand der Technik offenbart verschiedene Vorrichtungen zur Halterung
von Katheterschläuchen, zum
Beispiel US-Patent-Nr. 4,397,641, ausgestellt auf Jacobs, welches
ein Katheterhalteelement lehrt, und US-Patent-Nr. 5,456,671, ausgestellt
auf Biermann, welches ein Katheterbefestigungssystem lehrt. Der
Stand der Technik offenbart auch verschiedene Schutzabdeckungen
für die
Katheterinfusionsstellen wie in US-Patent-Nr. 5,074,847, ausgestellt
auf Greenwell et al., welches eine Abschirmvorrichtung und ein Verfahren
zum Halten einer Heparinschleuse, die an einem Katheter befestigt
ist, und US-Patent-Nr.
5,449,349, ausgestellt auf Sallee et al., welches eine Abdeckung/einen
Schutz für
eine intravenöse
Zuleitung bzw. Nadel offenbart. Diese Halterungen sind für Katheter
angepasst. Somit besteht ein Bedarf für eine Halterung für eine intraosseale
Röhre,
welche eine Schutzschleife für
Lockerheit erzeugen kann, und einen Schutz zur Abdeckung der intraossealen
Infusionsstelle und intraossealen Infusionsröhre.
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Es
ist daher verständlich,
dass es einen signifikanten Bedarf für eine Vorrichtung zur intraossealen
Infusion oder Ansaugung und für
ein darauf bezogenes Verfahren gibt, welche/welches schnell und
leicht von sogar wenig ausgebildeten Helfern unter Notfall- und
Feldbedingungen angewendet werden kann. Weiterhin wird eine solche
Vorrichtung benötigt,
die eine schnelle Positionierung des Zielbereichs ermöglicht,
und eine, die es halb ausgebildeten Helfern ermöglicht, verlässlich und
exakt eine intraosseale Infusionsvorrichtung zu positionieren. Es
gibt auch einen Bedarf für
eine solche Vorrichtung, welche Entlastung von Spannung und Dehnung
schafft, die auf die Leitungen aufgebracht sind, und Schutz gegen
Versatz oder übermäßiges Eindringen
vorsieht.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Gemäß der Erfindung
ist eine Vorrichtung zur intraossealen Fluidinfusion und Ansaugung
von Knochenmark unter einer kortikalen Knochenschicht eines Patienten
vorgesehen. Die Vorrichtung weist ein Wirkende, welches das in den
Knochen eindringende Ende der Vorrichtung betrifft, und ein fernes
Ende auf, das gegenüber
dem Wirkende liegt. Die Vorrichtung besitzt ein Einsetzer, welche
Folgendes aufweist: eine Gehäuseeinheit,
eine Federeinheit, eine Knochenfühlereinheit,
einen Freigabemechanismus, eine Infusionsröhre und einen Koppler, der
den Einsetzer mit der Infusionsröhre
koppelt. Die Infusionsröhre
kann ein Knochenportal und eine hohle flexible Röhre aufweisen, die an dem Knochenportal
befestigt ist. Die Infusionsröhre
infundiert Fluid in das Knochenmark und saugt Gewebe aus demselben
an. Der Freigabemechanismus zieht im Wesentlichen die gesamte Kraft
ab, die auf die Infusionsröhre
aufgebracht worden ist, sobald das Knochenportal das Knochenmark
einen vorgegebenen Abstand weit durchdrungen hat.
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Die
Vorrichtung weist auch eine Federeinheit mit einer Feder auf, welche
zwischen dem fernen Ende der inneren Hülse und dem fernen Ende der
Knochenfühlereinheit
zusammengedrückt
ist, und die Funktion besitzt, diese beiden Teile in einer relativen
anfänglichen
Position zu halten.
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Die
Knochenfühlereinheit
ist in der Gehäuseeinheit
gleitend verschiebbar. Wenn ein Benutzer Kraft auf die Gehäuseeinheit
aufbringt, wird die Feder zusammengedrückt und das Knochenportal durchdringt
die kortikale Knochenschicht. Wenn das Gehäuse zurückgezogen wird, bleibt die
Infusionsröhre
in dem Körper
des Patienten zurück,
wobei das Knochenportal in dem Knochenmark eingebettet ist und die
hohle Infusionsröhre aus
der Haut hervorragt.
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Das
Gehäuse
besteht weiterhin aus einer zylindrischen äußeren Hülse mit einem Kugellager bzw.
Kugellagerring in einer inneren Fläche an dem Wirkende der Hülse und
aus einer zylindrischen inneren Hülse, welche in die äußere Hülse gleitend
verschiebbar einsetzbar ist. Die innere Hülse besitzt eine Vielzahl von
Kugellöchern,
welche in dem Wirkende der Hülse
so am Umfang beabstandet angeordnet sind, dass die innere und äußere Hülse durch
eine Vielzahl von Kugeln gekoppelt werden können, die zum Teil in diesen
Kugellöchern
und zum Teil in dem Kugellagerring der äußeren Hülse angeordnet sind.
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Insbesondere
ist die Knochenfühlereinheit
in die innere Hülse
entfernbar einsetzbar. Ein Abschnitt der äußeren Oberfläche der
Knochenfühlereinheit
ist konisch geformt, wobei sie im Durchmesser zu dem Wirkende der
Infusionsvorrichtung hin abnimmt. Wenn ein Benutzer eine Kraft auf
die äußere Hülse aufbringt,
koppeln die Kugeln die äußere Hülse mit
der inneren Hülse,
welche den Einsetzer mit der Infusionsröhre durch einen langen schlanken
Stiel koppeln, der an das ferne Ende der inneren Hülse gekoppelt
ist, und über
welchem die hohle Infusionsröhre
montiert ist. Wenn der Benutzer Kraft auf die äußere Hülse aufbringt, bewegt sich
die gesamte Vorrichtung auf den Patienten zu, und die Nadeln der
Knochenfühlereinheit
durchdringen die Haut und subkutanen Schichten, bis sie zur Auflage
auf der kortikalen Schicht kommen. Da der Benutzer weiterhin eine Kraft
auf die äußere Hülse aufbringt,
führen
alle Teile der Vorrichtung, außer
der Knochenfühlereinheit,
ihre Bewegung auf den Patienten hin weiter fort, und das Knochenportal
beginnt mit dem Durchdringen der kortikalen Schicht. Da die Knochenfühlereinheit
in Kontakt mit der kortikalen Schicht steht und in der inneren Hülse gleitend
verschiebbar ist, bewegt sich die Knochenfühlereinheit nicht auf den Patienten
zu. Da mehr Relativbewegung zwischen der Knochenfühlereinheit
und der übrigen
Vorrichtung auftritt, beginnen die Kugeln sich an der konischen äußeren Oberfläche der
Knochenfühlereinheit
herunter zu bewegen, und auf diese Weise bewegen sie sich radial
nach innen. Wenn die Infusionsröhre
den korrekten Weg in die kortikale Schicht eingedrungen ist, haben
sich die Kugeln nach innen bewegt, bis sie die äußere Hülse nicht mehr länger mit
der inneren Hülse
koppeln. Dieser Vorgang ist der Freigabemechanismus, welcher die äußere Hülse von
dem Rest der Vorrichtung löst.
In diesem Punkt wird jegliche nach unten gerichtete Kraft, die von
dem Benutzer auf die äußere Hülse aufgebracht
wird, nicht auf die Infusionsröhre übertragen,
wodurch jedes weitere Eindringen der Infusionsröhre in den Knochen verhindert
wird.
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Die
Knochenfühlereinheit
ist auch mit der inneren Hülse
durch Stifte gekoppelt, welche mit Stiftschlitzen in der inneren
Hülse in
Eingriff stehen. Die Stiftschlitze gestatten eine Verschiebung der
Knochenfühlereinheit
relativ zu der inneren Hülse,
welche geringfügig
jenseits bzw. über
der Verschiebung liegt, bei welcher der Freigabemechanismus aktiviert
wird. Die Stifte sind in Stiftlöchern
in dem Ringband der Knochenfühlereinheit
angeordnet, das zu dem fernen Ende der konischen Oberfläche benachbart
ist, an welcher die Kugeln herunterwandern, wenn der Freigabemechanismus
aktiviert wird. Ein Knochenfühlerring
liegt benachbart zu dem Wirkende der konischen Oberfläche. Von
dem Knochenfühlerring
steht eine Vielzahl von Nadeln in einem Kreis hervor.
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Weiterhin
weist die Knochenfühlereinheit
eine axiale Öffnung
auf. In der axialen Öffnung
können
eine von zwei Stützhülsen umgebene
Infusionsröhre
und ein Stiel angeordnet sein, der entfernbar an die innere Hülse und
durch die Infusionsröhre
hindurch gehend angebracht ist und ein Knochenportal kontaktiert.
Die Stützhülsen versteifen
die Infusionsröhre,
wenn eine Kraft auf die äußere Hülse aufgebracht
wird.
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In
einem anderen Aspekt der Erfindung ist ein Freigabemechanismus vorgesehen.
Dieser Freigabemechanismus ist zur Steuerung des Abstands bzw. des
Wegs ausgelegt, über
den eine von einem Benutzer aufgebrachte Kraft wirken kann. Die
Verstellung des Knochenportals relativ zu dem Knochen ist immer
identisch ungeachtet der Geschwindigkeit, bei welcher die Kraft
von einem Benutzer aufgebracht wird, unabhängig davon, ob die von einem
Benutzer aufgebrachte Kraft konstant oder veränderlich ist, und ungeachtet
der Größe der auf
das Knochenportal aufgebrachten Kraft. Dieses steht im Gegensatz
zu einem Federauslösemechanismus,
bei welchem die Vorrichtung von der Energie vorangetrieben wird,
die in einer Feder gespeichert ist, aber der vorwärts getriebene
Weg nicht exakt gesteuert werden kann, weil die gesamte in der Feder
gespeicherte Energie dem Knochen und dem Benutzer zugeführt werden
muss.
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In
einem weiteren Aspekt der Erfindung kann die Vorrichtung zur intraossealen
Infusion und Ansaugung zur Infusion und Ansaugung bei unterschiedlichen
Knochen mit unterschiedlichen Knochenwiderständen, unterschiedlichen darüber liegender
Haut und subkutanen Widerständen,
und unterschiedlicher Eindringtiefe durch Modifizierung verschiedener
Variablen optimiert sein. Die Federkonstante, die Eigenschaften
der Knochenfühlernadeln,
die axiale Verschiebung der Kugeln, der Winkel der konischen Oberfläche auf
der Knochenfühlereinheit,
der Winkel der Kugelkontaktierungsoberfläche auf der äußeren Hülse und
die Größe der Stiftschlitze
können
angepasst werden, um unterschiedliche Knocheneindringtiefen, unterschiedliche
maximale Eindringtiefen, unterschiedliche aufgebrachte Kraft und
unterschiedliche aufgebrachte maximale Kraft zu ergeben, die für unterschiedliche
Knochen benötigt
werden.
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Demgemäß ist die
vorliegende Erfindung in einer Vorrichtung zur intraossealen Infusion
und Ansaugung und einem betreffenden Verfahren verkörpert, welches
es einem Benutzer wirkungsvoll ermöglicht, eine Infusionsröhre in dem
Knochenmark des Patienten zu platzieren, ohne die Eindringtiefe
oder den Knochenwiderstand gegen Eindringen abschätzen zu
müssen,
und ohne den Zielbereich der Platzierung der Infusionsröhre abschätzen zu
müssen.
Im Wesentlichen schafft die vorliegende Erfindung ein positionierbares
Objekt, einen Schieber zum Aufschieben, einen Koppler zur Kopplung
des Schiebers mit dem zu positionierenden Objekt, einen Positionsfühler, der
den Ort des relativ zu einem Referenzpunkt zu positionierenden Objekts
abtastet, und einen Freigabemechanismus, der im Wesentlichen alle
Kraft abzieht, die auf das Objekt aufgebracht ist, sobald das Objekt
relativ zu dem Referenzpunkt korrekt positioniert ist. Insbesondere
ist das zu positionierende Objekt die Infusionsröhre. Der Schieber korrespondiert
zu der äußeren Schiebehülse und
der Koppler zu den Kugeln. Der Positionsfühler korrespondiert zu der
Knochenfühlereinheit.
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Es
kann zusätzlich
ein länglicher
Entferner in der Gestalt einer Stange vorgesehen sein, die an einem Ende
Gewindegänge
aufweist. Nachdem eine Infusion vollständig ist, wird der Entferner
in die Infusionsröhre so
eingesetzt, dass er mit den Gewindegängen in dem Knochenportal in
Eingriff kommt. Eine Kraft wird auf den Entferner in der Richtung
vom Knochen fortweisend aufgebracht, wodurch das Knochenportal aus
dem Knochen herausgezogen wird.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
neuen Merkmale, welche die Erfindung charakterisieren sollen, werden
in den beigefügten
Ansprüchen
fortgesetzt. Die Erfindung selbst jedoch wie auch weitere Eigenschaften
und Vorteile davon, sind am besten verständlich durch die Lektüre mit Bezugnahme
auf die detaillierte Beschreibung, welche im Zusammenhang mit den
begleitenden Zeichnungen folgt. Hierbei zeigt:
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1 eine
isometrische auseinander gezogene Ansicht der Vorrichtung zur intraossealen
Infusion und Ansaugung;
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2A eine
perspektivische Ansicht einer Infusionsröhre mit der hohlen flexiblen
Röhre,
Röhrenverbinder
und Knochenportal;
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2B eine
perspektivische Ansicht des Knochenportals und der angebrachten
hohlen Röhre;
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2C eine
perspektivische Ansicht des konisch abgeschrägten Knochenportals und eines
Abschnitts der angebrachten hohlen Röhre;
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3A eine
Seitenansicht des Knochenportals;
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3B eine
Schnittansicht von 3A;
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3C eine
Schnittansicht des konisch abgeschrägten Knochenportals;
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4 eine
perspektivische Teilschnittansicht der zusammengebauten Vorrichtung
zur intraossealen Infusion und Ansaugung;
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5 eine
Schnittansicht der Vorrichtung zur intraossealen Infusion und Ansaugung;
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6 die
axiale und radiale Verschiebung der Kugel bei Freigabe;
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7 die
Winkel des Kugellagerrings und der konischen Oberfläche der
Knochenfühlereinheit
in einem Beispiel eines Freigabemechanismus einer Vorrichtung zur
intraossealen Infusion und Ansaugung;
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8 die
auf die Kugel, innere Hülse
und äußere Hülse während einer
anfänglichen
Phase des Freigabemechanismus wirkenden Kräfte;
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9 die
auf die Kugel, innere Hülse
und äußere Hülse während einer
späten
Phase des Freigabemechanismus wirkenden Kräfte;
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10 die
erste Stufe in der Anwendung der Vorrichtung zur intraossealen Infusion
und Ansaugung, welche den Knochenfühler an der kortikalen Knochenschicht
und das Knochenportal kurz vor Beginn des Durchdringens der Haut
darstellt;
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11 die
zweite Stufe in der Anwendung der Vorrichtung zur intraossealen
Infusion und Ansaugung, welche darstellt, dass das Knochenportal
die kortikale Knochenschicht durchdrungen hat;
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12 die
dritte Stufe in der Anwendung der Vorrichtung zur intraossealen
Infusion und Ansaugung, welche darstellt, dass die innere Hülse von
der äußeren Hülse gelöst worden
ist, wobei das Knochenportal in der korrekten Tiefe in dem Knochenmark
belassen wird;
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13 die
dritte Stufe in der Anwendung der Vorrichtung zur intraossealen
Infusion und Ansaugung, welche darstellt, dass die Vorrichtung außer Eingriff
mit der Haut des Patienten gekommen ist und die Infusionsröhre in dem
Patienten belassen worden ist;
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14 die
Platzierung der Schablonenplatte auf der Haut über dem Brustbeinknochen des
Patienten;
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15 die
Schablonenplatte;
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16 die
Platzierung der Vorrichtung zur intraossealen Infusion und Ansaugung
auf dem Zielbereich der Schablonenplatte;
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17 die
Schablonenplatte nachdem die Vorrichtung zur intraossealen Infusion
und Ansaugung das Knochenportal in das Knochenmark eingesetzt hat
und abgenommen wurde, und die Infusionsröhre mit der Anschlussröhre verbunden
ist;
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18 die
Abdeckung für
die Schablonenplatte; und
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19 ein
Beispiel einer Zielplatte, die zur Verwendung für intraosseale Infusion an
der Tibiaseite konstruiert ist.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
MIT BEZUGNAHME AUF ZEICHNUNGEN
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In
der folgenden Beschreibung ist zu verstehen, dass die Vorrichtung
zwei Enden aufweist:
ein Wirkende, welches das Ende der Vorrichtung
zum Eindringen in den Knochen betrifft, und das gegenüber liegende
Ende, das als das ferne Ende bezeichnet wird.
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Die
Vorrichtung 1 zur intraossealen Infusion und Ansaugung
dient als ein Einsetzer, welcher ein Objekt, eine Infusionsröhre 17,
in eine spezifische Position und eine vorbestimmte Tiefe in dem
Knochenmark 55 einsetzt. Der Einsetzer weist Folgendes
auf eine äußere Hülse 5,
eine Knochenfühlereinheit 3 und
einen Koppler 7, der die Infusionsröhre 17 mit der äußeren Hülse 5 koppelt.
So wird die Infusionsröhre 17 in
dem Knochenmark 55 durch die Funktion folgender Teile positioniert:
einer äußeren Hülse 5,
eines Knochenfühlers 3, der
die Stelle der zu positionierenden Infusionsröhre 17 abfühlt, und
eines Kopplers 7, der die äußere Hülse 5 so mit der Infusionsröhre 17 koppelt,
dass auf die äußere Hülse 5 aufgebrachte
Kraft auf die Infusionsröhre 17 übertragen
wird. Der automatische Freigabemechanismus der Vorrichtung schließt alle
Teile mit Ausnahme der Infusionsröhre 17 ein.
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Ein
Querschnitt der Vorrichtung 1 zur intraossealen Infusion
und Ansaugung ist in seiner bevorzugten Ausführung in 1 dargestellt.
Die Vorrichtung weist Folgendes auf: eine Gehäuseeinheit 2, eine
Vielzahl von Kugeln 7, eine Federeinheit 8, einen
Stiel 50, eine Stielhalterung 48, eine Stielbasis 14 und
eine Knochenfühlereinheit 3.
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Die
Gehäuseeinheit 2 besitzt
eine äußere Hülse 5 und
eine innere Hülse 6.
Die hohle äußere Hülse 5 ist
von zylindrischer Gestalt und dient als die Oberfläche, auf
welche Kraft aufgebracht wird. Ein Kugellager bzw. Kugellagerring 9 ist
in die innere Wand des Wirkendes der hohlen äußeren Hülse 5 eingeformt.
Die hohle äußere Hülse 5 weist
auch eine Kappe 16 mit einem Vorsprung oder Gewinde auf,
welcher oder welches es ermöglicht,
dass sie in das ferne Ende der äußeren Hülse bündig eingepasst
ist.
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Die
innere Hülse 6,
die auch von zylindrischer Gestalt und hohl ist, passt gleitend
in die hohle äußere Hülse 5 bzw.
ist gleitend in diese einschiebbar. Die innere Hülse 6 weist eine Vielzahl
von Kugellöchern 10, welche
kreisförmig
ausgebildet sind, und eine Vielzahl von länglichen Stiftschlitzen 11 auf,
welche am Umfang am Wirkende der inneren Hülse 6 beabstandet
angeordnet sind.
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Eine
Vielzahl von Kugeln 7 dient als der Koppler, welcher die äußere Hülse 5 mit
der Infusionsröhre 17 koppelt.
Die Kugeln 7 koppeln die äußere Hülse 5 mit der inneren
Hülse 6,
welche lösbar
an der Infusionsröhre 17 angebracht
ist. Die Kugeln 7 weisen einen Durchmesser auf, der geringfügig kleiner
ist als der der Kugellöcher 10,
und sind zum Teil in den Kugellöchern 10 der
inneren Hülse 6 und
zum Teil in dem Kugellagerring 9 der hohlen äußeren Hülse 5 eingepasst,
wobei sie die hohle äußere Hülse 5 mit
der inneren Hülse 6 koppeln.
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Die
Federeinheit 8 besitzt eine Schraubenfeder 13,
welche innerhalb der inneren Hülse 6 angeordnet ist
und gegen eine Stielbasis 14 stößt. Eine Seite der Stielbasis 14 liegt
an einer Haltelippe 15 des Inneren der inneren Hülse 6 unmittelbar
an einem fernen Ende davon an. An der gegenüber liegenden Seite weist die
Stielbasis 14 einen Vorsprung auf, welcher bündig in
das ferne Ende der Feder 13 passt. Die Stielbasis 14 koppelt die
Kompressionskräfte
von der Feder 13 mit der inneren Hülse 6.
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Ein
Stiel 50 ist mit einer Stielhalterung 48 verbunden
(siehe 5), die an der Mitte der Stielbasis 14 befestigt
ist. Stielbasis 14 ist mit der inneren Hülse 6 und
der Feder 13 gekoppelt. Die auf die hohle äußere Hülse 5 aufgebrachte
Kraft wird durch die Kugeln 7, welche die beiden Körper 5, 6 zusammenkoppeln,
auf die innere Hülse 6 übertragen
und wird durch die Haltelippe 15 und Stielbasis 14 weiter
auf die Feder 13 und den Stiel 50 übertragen.
Der Stiel 50 ist starr ausgebildet und in die Infusionsröhre 17 eingesetzt,
um die Infusionsröhre 17 in
den Knochen 40 einzuschieben.
-
Die
Infusionsröhre 17 besteht
aus einer flexiblen Rohrleitung 18 und einem Knochenportal 21.
Die flexible Rohrleitung 18 ist eine hohle, längliche
und flexible Röhre,
die mit einem Röhrenverbindungsstück 20 (2A)
an dem fernen Ende verbunden ist. Mit Bezug auf 2A und 2B ist
die flexible Rohrleitung 18 mit dem Knochenportal 21 verbunden.
Die flexible Rohrleitung 18 ist an dem Knochenportal 21 angebracht, wobei
ein Fluiddurchgang von der flexiblen Rohrleitung 18 zu
dem Knochenportal 21 geschaffen ist. Mit Bezugnahme auf 2A, 2B, 2C, 3A, 3B und 3C ist
das Knochenportal 21 aus einem starren Werkstoff hergestellt,
ein solcher wie Edelstahl, und weist eine Bohrung 66 auf,
welche mit einer Offnung an ihrem Wirkende kommuniziert, um die
Infusion von Fluid in das Knochenmark zu ermöglichen. In der inneren Oberfläche der
Bohrung 66 sind Gewindegänge 22 eingebracht.
Eine ringförmige
Schulter 60 dient als ein Anschlag für die hohle flexible Rohrleitung 18,
die auf der äußeren Oberfläche des
Knochenportals 21 angebracht ist. Das Ende des Knochenportals 21 ist
kegelförmig
ausgebildet, um scharfe Punkte 62 zu bilden. Alternativ,
wie aus 2C und 3C ersichtlich,
kann das Knochenportal 21b konisch abgeschrägt ausgebildet
sein.
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Wie
aus 1 ersichtlich ist, besitzt der Entferner 23 einen
schlanken Stab, der an seinem Ende mit Gewindegängen 68 versehen ist,
die so dimensioniert sind, dass sie zu den Gewindegängen 22 in
der inneren Bohrung des Knochenportals 21 korrespondieren,
und ein Handgriff 25 an dem fernen Ende wird benutzt, um die
flexible Rohrleitung 18 und das Knochenportal 21 aus
dem Knochenmark zu entfernen, nachdem die Infusion erfolgt ist.
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Bezug
nehmend auf 1 weist die Vorrichtung 1 zur
intraossealen Infusion und Ansaugung weiterhin eine Knochenfühlereinheit 3 auf,
welche als ein Positionsfühler
dient, um die Stellung des Objekts, der Infusionsröhre 17,
relativ zu einem Referenzpunkt zu ermöglichen. Die Knochenfühlereinheit 3 weist
Folgendes auf: einen Knochenfühlerring 4,
eine Vielzahl von Stiften 28, und eine Vielzahl von Nadeln 31.
Der Knochenfühlerring 4 besitzt
ein ringförmiges
Band 26, welches zum Gleiten in ein Ende der inneren Hülse 6 ausgebildet
ist. Diese ringförmige
Band 26 des Knochenfühlerrings 4 weist
eine Vielzahl von Stiftlöchern 27 auf.
Eine Vielzahl von Stiften 28 kann durch diese Stiftlöcher 27 hindurch
und in die länglichen
Stiftschlitze 11 in der inneren Hülse 6 eingebracht
werden, wobei die Knochenfühlereinheit 3 weiterhin
gleitend zu der inneren Hülse 6 gesichert ist.
Der Knochenfühlerring 4 weist
auch eine konische Oberfläche 29 (eine
Rampe in Querschnittsdarstellungen) auf, die benachbart zu dem ringförmigen Band 26 ist.
Ein Ring aus Nadeln 31 steht von dem Wirkende 30 des
Knochenfühlerrings 4 hervor.
Es gibt eine Schutzabdeckung 32, welche die Nadeln 31 abdeckt,
um einen Benutzer vor zufälliger
Berührung
mit den Nadeln 31 zu schützen.
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Die
Knochenfühlernadeln 31 dienen
als eine Referenz für
die Messung des Wegs durch den Knochen, den das Knochenportal 21 durchdrungen
hat, sobald die Nadeln 31 die Haut und die über dem
Knochen liegenden subkutanen Schichten durchdrungen haben, aber
nicht in den Knochen eingedrungen sind.
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Die
Vorrichtung 1 zur intraossealen Infusion und Ansaugung
weist weiterhin längliche,
aufgespaltene Stützhülsen 33 auf,
welche in der Bohrung des Knochenfühlerrings 4 angeordnet
sind. Stützhülsen 33 umgeben
den Stiel 50 dergestalt, dass er nicht unter der Kraft
ausknickt, die auf ihn zur Durchdringung des Knochens aufgebracht
ist.
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Mit
Bezug auf 4 ist die Vorrichtung 1 zur
intraossealen Infusion und Ansaugung in ihrer Stellung vor Gebrauch
mit einer Schutzabdeckung 32 über den Knochenfühlernadeln 31 dargestellt.
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Die
Vorrichtung 1 zur intraossealen Infusion und Ansaugung
kann zur Infusion von verschiedenen Knochen, solche wie das Sternum,
das proximale und distale Ende der Tibia, der Femur und die Clavicula.
Diese Knochen weisen unterschiedliche Widerstände einer Durchdringung entgegen,
und somit kann die Höhe der
Kraft unterschiedlich sein, die zum Einsetzen der Vorrichtung in
das Knochenmark der Knochen notwendig ist. Da auch unterschiedliche
Knocheneindringtiefen zum Erreichen des Knochenmarks für unterschiedliche Knochen
nötig sein
können,
kann es erforderlich sein, dass der Knochendurchdringungsweg des
Knochenportals einstellbar sein muss. Zusätzlich können die Haut und über den
unterschiedlichen Knochen liegende subkutane Schichten in ihrer
Stärke
und ihrem Durchdringungswiderstand verschieden sein. Der Knochenfühlerring 4 und
die Feder 13 können
einstellbar sein, um diese Änderungen
in der Stärke
und im Widerstand der Haut und der darunter liegenden Schichten
zu kompensieren. Die Vorrichtung 1 zur intraossealen Infusion
und Ansaugung kann auch auf pädiatrische
Patienten angepasst sein, welche üblicherweise kleinere Knochen
mit geringerem Durchdringungswiderstand aufweisen.
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Eine
Eigenschaft der Vorrichtung 1 zur intraossealen Infusion
und Ansaugung, welche angepasst werden kann, ist die Federkraft,
die auf den Knochenfühlerring 4 aufgebracht
ist. Die Spitzen der Knochenfühlernadeln 31 dienen
als ein Referenzpunkt zur Bestimmung der Eindringtiefe bzw. Durchdringungstiefe
des Knochenportals 21 durch die kortikale Knochenschicht 40 und
das Knochenmark 55. Die Größe der Federkraft, die dazu
notwendig ist, dass die Knochenfühlernadeln 31 die
Haut 56 und subkutanen Schichten 57 so durchdringen,
dass sie auf der kortikalen Knochenschicht 40 anstoßen, ist
abhängig
von der Ausführung
der Knochenfühlernadel 31,
der Ausführung
der Spitzen der Nadeln 31, der Größe und Anzahl der Nadeln 31,
und von dem Widerstand der Haut 56 und subkutanen Schichten 57.
Wenn zum Beispiel die Anzahl der Nadeln verringert wird, kann eine
schwächere
Federkraft für
die Knochenfühlernadeln 31 zur
Durchdringung der gleichen Haut und darunter liegendem Gewebe verwendet
werden. Da unterschiedliche anatomische Stellen unterschiedliche
Widerstände
in der Haut und in den darunter liegenden Geweben aufweisen, können die
Federkraft und die Knochenfühlernadeln 31 angepasst
werden, um optimale Eigenschaften für die Durchdringung der Knochenfühlernadeln 31 zu
der kortikalen Knochenschicht 40 zu erhalten.
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Eine
weitere Eigenschaft der Vorrichtung 1, die angepasst werden
kann, ist der Freigabemechanismus. Mit Bezugnahme auf 5 weist
der Kugelfreigabemechanismus Folgendes auf: eine Vielzahl von Kugeln 7,
den Kugellagerring 9, die Kugellöcher 10, die Federeinheit 8 und
die konische Oberfläche 29 des
Knochenfühlerrings 4 und
die Knochenfühlereinheit 3 selbst.
Mit Bezug auf 6 befindet sich die Startposition der
Kugel 7 vor Freigabe an dem fernen Ende und die Endposition
der Kugel 7 ist nahe dem Wirkende der konischen Oberfläche 29 des
Knochenfühlerrings 4 gelegen.
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Bezug
nehmend auf 7 können der Winkel der konischen
Oberfläche 29 auf
dem Knochenfühlerring 4,
der Winkel der Kugelkontaktoberfläche 49 des Kugellagerrings 9 und
die Federkraft angepasst werden, um die maximale Durchdringungskraft
des Knochenportals zum Einsetzen der Infusionsröhre 17 auf eine vorbestimmte
Tiefe festzulegen. Wenn zum Beispiel der Winkel der konischen Oberfläche mit
der Achse der Knochenfühlereinheit ϕ (siehe 7)
für einen
konstanten Kugellagerring-Kontaktoberfläc0henwinkel θ und konstante
Federkonstante erhöht
wird, wird sich die maximal verfügbare
Durchdringungskraft des Knochenportals verringern. Wenn der Winkel θ wie Winkel ϕ erhöht wird
und die Federkonstante konstant gehalten wird, wird sich die maximal
verfügbare
Durchdringungskraft des Knochenportals vergrößern. Wenn die Federkonstante für konstanten
Winkel θ und
Winkel ϕ erhöht
wird, wird sich die maximal verfügbare
Durchdringungskraft des Knochenportals vergrößern. Wenn diese maximal verfügbare Knochenportalkraft überschritten
wird, wird die Vorrichtung 1 ohne Beschädigung freigegeben. Da diese
Kraft viel geringer ist als die Kraft, bei der ein mechanischer
Fehler auftritt, wird die Vorrichtung nicht beschädigt und
der Patient wird nicht verletzt.
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8 zeigt
die Kräfte
auf den Kugelfreigabemechanismus in einer anfänglichen Phase, in welcher
die Kugel an dem fernen Ende der konischen Oberfläche 29 des
Knochenfühlerrings 4 positioniert
ist. In dieser anfänglichen
Phase können
Kräfte
bis zu der maximalen Kraft ohne vorzeitige Freigabe aufgebracht
werden. 9 stellt die Kräfte auf
den Kugelfreigabemechanismus dar, wenn die Kugeln in dem Wirkende
der konischen Oberfläche 29 des
Knochenfühlerrings 4 positioniert
sind. In dieser späten
Phase kann die Vorrichtung 1 vorzeitig auslösen, da
es eine größere horizontale
Kraft gibt, die auf die Kugel 7 einwirkt und die Kugel 7 auf die
Rampe 29 zwingt. Die horizontale Kraft neigt dazu, den
Knochenfühler
nach oben zu schieben und bewirkt Freigabe. In dieser Phase wird
die axiale Verschiebung der Knochenfühlereinheit relativ zu der
inneren Hülse 6 von
dem Winkel ϕ, dem Winkel θ und dem Durchmesser der Kugeln 7 bestimmt.
Eine Veränderung
einer dieser Variablen wird die axiale Verschiebung ändern, welche
in dieser Phase auftritt.
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Eine
weitere Eigenschaft der Vorrichtung 1 zur intraossealen
Infusion und Ansaugung, die eingestellt bzw. angepasst werden kann,
ist die Größe der länglichen
Stiftschlitze 11 (siehe 10 bis 13)
in der inneren Hülse 6 nahe
dem Wirkende. Diese Stiftschlitze 11 legen die maximale
Verschiebung der Knochenfühlereinheit 3 in
Bezug auf die innere Hülse 6 fest.
Da die Infusionsröhre 17 mit
der inneren Hülse 6 gekoppelt ist,
legen diese Stiftschlitze 11 auch die maximale Durchdringungstiefe
der Infusionsröhre 17 in
Bezug auf die Knochenfühlernadeln 31 fest.
Wenn es einen Fehler in dem Freigabemechanismus gibt, stellt diese
Eigenschaft somit sicher, dass das Knochenportal 21 das
Knochenmark nicht übermäßig weiter
durchdringt und dem Patienten Verletzungen zufügt.
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Der
Kugellagerring 9 ermöglicht
rotierendes Entkoppeln zwischen der hohlen äußeren Hülse 5 und der inneren
Hülse 6.
Optional könnten
Kugellagerringabschnitte vorgesehen sein, um eingeschränktes Entkoppeln zwischen
der hohlen äußeren Hülse 5 und
der inneren Hülse 6 vorzusehen.
Mit einer solchen Eigenschaft würde
es möglich
sein, wenn die Nadeln 31 durch die Verwendung einer Lagerung
zum Beispiel auf der Knochenfühlereinheit
entkoppelt sind, ein Drehmoment auf das Knochenportal 21 aufzubringen,
um sein Eindringen in den Knochen zu unterstützen. Alternativ können weitere
Verfahren benutzt werden, um die äußere Hülse 5 mit der inneren
Hülse 6 zu
koppeln, solche wie ein Stift in äußerer Hülse 5, der mit einem
Schlitz in innerer Hülse 6 in
Eingriff steht.
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Der
Betrieb bzw. die Betätigung
der Vorrichtung 1 zur intraossealen Infusion und Ansaugung
und ihres Freigabemechanismus ist in 10, 11, 12, 13 dargestellt.
Die Vorrichtung 1 zur intraossealen Infusion und Ansaugung
beinhaltet einen Freigabemechanismus zum Abkoppeln der Infusionsröhre 17 und des
Knochenportals 21 von der äußeren Hülse 5, wenn sich das
Knochenportal 21 in einer bestimmten Tiefe relativ zu der äußeren Oberfläche der
kortikalen Knochenschicht 40 befindet, wodurch verhindert
wird, dass das Knochenportal 21 über das Knochenmark 55 hinaus
und aus der gegenüber
liegenden kortikalen Knochenschicht des Knochen herausdringt.
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Insbesondere
wird die Vorrichtung 1 zur intraossealen Infusion und Ansaugung
an der Zielstelle senkrecht zu der Haut des Patienten platziert.
Eine Kraft wird derart aufgebracht, dass die Knochenfühlernadeln 31 durch
die Haut 56 hindurch gehen. Ein Abschnitt des Knochenportals 21 tritt
auch in die subkutane Schicht 57 ein (siehe 10).
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Mit
Bezug auf 10 sind die Kugeln 7 in
den Kugellöchern 10 und
dem Kugellagerring 9. Die Stifte 28 befinden sich
an dem Wirkende der länglichen
Stiftschlitze 11. Wenn mehr Kraft auf die hohle äußere Hülse 5 aufgebracht
wird, wie aus 11 ersichtlich ist, bewegen
sich die äußere Hülse 5 und
die innere Hülse 6 auf das
Wirkende der Vorrichtung 1 hin. Da die Infusionsröhre 17 durch
den Stiel 50 mit der Stielbasis 14 gekoppelt ist,
welche mit der inneren Hülse 6 gekoppelt
ist, die ihrerseits mit der äußeren Hülse 5 gekoppelt
ist, durchdringt das Knochenportal 21 die kortikale Knochenschicht 40,
wenn Kraft auf die äußere Hülse 5 aufgebracht wird.
Da die Knochenfühlereinheit 3 ihre
Position nicht verändert
hat, gibt es eine relative Bewegung der Stifte 28 auf der
Knochenfühlereinheit 3 auf
das ferne Ende der länglichen
Stiftschlitze 11 der inneren Hülse 6 hin. Den Kugeln 7,
welche die innere Hülse 6 mit
der hohlen äußeren Hülse 5 koppeln,
wird ermöglicht,
sich aus dem Kugellagerring 9 der äußeren Hülse 5 heraus und durch
die Kugellöcher 10 in
der inneren Hülse 6 auf
die Mitte der Vorrichtung hin zu bewegen, da sich die hohle äußere Hülse 5 nach
unten relativ zu der Knochenfühlereinheit 3 bewegt
und Raum geschaffen wird, in welchen sich die Kugeln 7 hinein
bewegen können.
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Wie
in 12 zu sehen ist, findet das Eindringen der Infusionsröhre 17 in
das Knochenmark 55 statt, wenn mehr Kraft aufgebracht wird.
Schließlich
sind die Kugeln 7 radial nach innen auf die Mitte der Vorrichtung hin
dergestalt genügend
gewandert, dass nicht mehr länger
Kontakt mit der Rampenfläche 49 des
Kugellagerrings 9 in der äußeren Hülse 5 haben. Wenn
dies auftritt (siehe 12), wird die Kraft nicht mehr
länger
von der äußeren Hülse 5 auf
die innere Hülse 6 gekoppelt.
In diesem Punkt ist die Infusionsröhre 17 von ihrer Kopplung
mit der äußeren Hülse 5 freigegeben
worden. Die Infusionsröhre 17 ist
auf die korrekte Tiefe eingesetzt worden.
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Die
hohle äußere Hülse 5 ist
so geschoben worden, dass das Wirkende der hohlen äußeren Hülse 5 auf
der Haut des Patienten ruht. Die Kugeln 7 haben sich aus
dem Kugellagerring 9 durch die Kugellöcher 10 und an der
konischen Oberfläche 29 herunter
in den Raum zwischen der Knochenfühlereinheit 3 und
der inneren Hülse 6 herausbewegt,
wobei die hohle äußere Hülse 5 von
der inneren Hülse 6 entkoppelt
ist. Die zusammengedrückte
Feder 13 übt
eine Kraft auf die Knochenfühlereinheit 3 gegen
die Stielbasis 14 aus, wobei bewirkt wird, dass die Kugeln 7 nach
außen
gegen die äußere Hülse 5 gedrückt werden,
wodurch eine Reibungskraft zwischen der äußeren Hülse 5, der inneren
Hülse 6 und
der Knochenfühlereinheit 3 erzeugt
wird. In 13 ist die hohle äußere Hülse 5 zurück gezogen,
wobei der Stiel 50 aus der Infusionsröhre gezogen ist. Die Stützhülsen 33 fallen
heraus, wenn die Vorrichtung 1 entfernt wird. Die Infusionsröhre 17 kann
mit einer anderen Röhre 41 verbunden
werden oder direkt an eine Quelle von Arzneimitteln und Fluids angeschlossen werden,
wobei das Röhrenverbindungsstück 20 auf
der Infusionsröhre 17 Verwendung
findet.
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Die
Vorrichtung 1 zur intraossealen Infusion und Ansaugung
kann im Zusammenhang mit einer Ziel-/Zugentlastungsplatte 34 (14)
benutzt werden. Die Platte 34 wird als Führung gebraucht,
um zu gewährleisten,
dass die Vorrichtung 1 zur intraossealen Infusion und Ansaugung
an der richtigen Stelle auf einem Knochen korrekt positioniert wird.
Ein hervorstechendes anatomisches Merkmal des Knochens wie eine
Einkerbung, Vertiefung, oder ein Vorsprung wird als ein Referenzpunkt
benutzt, um den Zielort für
die Infusion oder Ansaugung des Knochenmarks von flachen Knochen
festzulegen, solchen wie das Sternum, oder die Christa iliaca, und
langen Knochen, solchen wie der Femur, die Tibia oder der Radius.
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Mit
Bezug auf 14 weist die Platte 34 eine
Plattenbasis 47 auf, welche zur Lokalisierung eines Zielbereichs 37 auf
dem Manubriumknochen eines Patienten benutzt wird, indem der Finger
in eine Kerbe 35 am Umfang platziert und gleichzeitig der
Finger in der sternalen Einbuchtung 36 des Patienten angeordnet
wird. Mit Bezugnahme auf 15 wird
ein Zielbereich 37 in der Plattenbasis 47 in einem
vorbestimmten Abstand von der Umfangskerbe 35 positioniert.
Der Zielbereich 37 wird benutzt, um die Vorrichtung 1 zur
intraossealen Infusion und Ansaugung mit einem gewünschten
Eindringungsbereich des Patienten auszurichten. Die Plattenbasis 47 besitzt
auch eine klebefähige
Unterseite mit einem Abdeckstreifen 58, der abziehbar ist,
um die Plattenbasis 47 wiederentfernbar auf der Haut 56 des
Patienten zu befestigen. Der Abdeckstreifen 58 kann so geteilt
sein, dass er zwei Abschnitte aufweist, die unabhängig von
einander abgezogen werden können.
Zusätzlich
ist ein Befestigungsmaterial 38 längs des Umfangs der Plattenbasis 47 dergestalt
vorhanden, dass eine Abdeckung 44 darauf angeordnet werden
kann und mit dem Befestigungsmaterial 45 (18)
in Eingriff kommt. Die Platte 34 weist auch eine Rohrklemme 39 außerhalb
des Befestigungsmaterials 45 auf einer Erweiterung der
Plattenbasis 47 auf. Die Infusionsröhre 17 kann durch
die Rohrklemme 39 an der Platte 34 befestigt und
dann mit einem intavenösen
Rohr durch ihr Röhrenverbindungsstück 20 verbunden
werden. In einer weiteren Ausführungsform
ist an der Rohrklemme 39 eine Verbinderröhre 41 mit
einer Verbindung 42 und einer Verbindung 43 angebracht.
Verbinderröhre 41 ist
an dem Röhrenverbindungsstück 20 an
der Infusionsröhre 17 mit
Verbindung 42 angebracht, und Verbindung 43 wird
benutzt, um Verbinderröhre 41 an
einer Fluidquelle anzubringen. Die Rohrklemme 39 oder die
Verbinderröhre 41 verringert
die Dehnung bzw. Beanspruchung an dem Knochenportal 21,
indem die Lockerheit in der Röhre
geschaffen wird, und sie verhindert auch die zufällige Versetzung der Infusionsröhre 17 und
des Knochenportals 21 dadurch, dass sie entweder die Infusionsröhre 17 oder
die Verbinderröhre 41 an
der Plattenbasis festklemmt.
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Mit
Bezug auf 16 wird die Vorrichtung 1 zur
intraossealen Infusion und Ansaugung senkrecht zu der Platte 34 in
dem Zielbereich 37 angeordnet. Nachdem das Knochenportal 21 in
das Knochenmark eingesetzt und die Vorrichtung 1 zur intraossealen
Infusion und Ansaugung entfernt worden ist, wird die Infusionsröhre 17 mit
der Verbinderröhre 4l und
Verbindung 42 verbunden, wie in 17 gezeigt
ist. Verbindung 43 der Verbinderröhre 41 kann an eine
Quelle von intravenösen
Arzneimitteln oder Fluid angeschlossen werden.
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8 stellt
einer bevorzugte Ausführungsform
der Abdeckung 44 dar, welche eine Haube bzw. Kuppel 46 aus
transparentem Werkstoff mit Befestigungsmaterial 45 längs ihres
Umfangs aufweist. Die Haube 46 kann auf der Plattenbasis 47 angeordnet
werden, und das Befestigungsmaterial 38 der Plattenbasis 47 kann mit
dem Befestigungsmaterial 45 der Abdeckung 44 in
Eingriff kommen, um die Infusionsstelle zu schützen. Die Befestigungsmaterialien
können
als Klettverschluss ausgebildet sein, welcher es gestattet, dass
die Haube entfernt und wieder aufgebracht werden kann.
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Die
Vorrichtung 1 zur intraossealen Infusion und Ansaugung
kann für
sich allein benutzt werden, wenn keine Platte 34 zur Verfügung steht,
oder im Zusammenhang mit der Platte 34. Die Platte 34 kann
auch mit anderen Vorrichtungen zur intraossealen Infusion und Ansaugung
Verwendung finden. Wenn eine Platte 34 im Zusammenhang
mit der Vorrichtung 1 zur intraossealen Infusion und Ansaugung
benutzt wird, wird zuerst die obere Hälfte des hinteren Abdeckstreifens
der Platte 34 abgenommen, um den Klebestreifen an der Unterseite freizulegen.
Ein geeignetes anatomisches Merkmal an dem passenden Knochen wird
lokalisiert, zum Beispiel die sternale Kerbe 36 in dem
Manubriumknochen des Patienten. Ein Zeigefinger wird auf das anatomische Merkmal
senkrecht zur Oberfläche
des Knochens platziert, und die Umfangskerbe 35 an der
Platte 34 wird um den Finger herum in der passenden Ausrichtung
angeordnet. In diesem Beispiel liegen die Umfangskerbe 35 und
der Zielbereich 37 über
der Mittellinie des Patienten auf der Brust. Die obere Hälfte der
Platte 34 wird auf die Haut gedrückt, und der Rest des hinteren
Abdeckstreifens wird entfernt, um den übrigen Klebestreifen freizulegen,
der die Platte 34 auf der Haut des Patienten befestigt.
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Die
Schutzabdeckung 32 für
die Knochenfühlernadeln 31 wird
abgenommen, und die Knochenfühlernadeln 31 werden
auf dem Zielbereich 37 platziert, wobei die Achse der Vorrichtung 1 senkrecht
zur Haut des Patienten steht. Die hohle äußere Hülse 5 wird in den
Zielbereich 37 geschoben, bis die Freigabe der hohlen äußeren Hülse 5 von
der inneren Hülse
hörbar
und fühlbar
ist. Die hohle äußere Hülse 5 wird
gerade zurück gezogen.
Die Stützhülsen 33 fallen
heraus, wobei die Infusionsröhre 17 mit
dem Knochenportal 21 im Patienten eingebettet verbleibt.
Eine Spritze wird mit der Infusionsröhre 17 verbunden,
um Knochenmark herauszuziehen, um zu prüfen, dass sich die Infusionsröhre 17 in
der korrekten Tiefe in dem Knochen befindet. Die Schutzabdeckung 32 für die Knochenfühlernadeln 31 wird
auf die Vorrichtung aus Sicherheitsgründen wieder aufgesetzt. Die
Infusionsröhre 17 wird
mit einer Verbinderröhre 41,
die an der Platte 34 befestigt ist, durch das Röhrenverbindungsstück 20 verbunden,
um Lockerheit bzw. Spannungsfreiheit in der Rohrleitung und weniger Beanspruchung
an der Infusionsstelle zu schaffen. Die Verbinderröhre 41 wird
mit einer Versorgung von intravenösen Arzneimitteln oder Fluid
verbunden. Die Schutzabdeckung 44 wird auf die Platte so
aufgesetzt, dass das Befestigungsmaterial 45 der Abdeckung
mit dem Befestigungsmaterial 38 der Platte in Eingriff
kommt, wobei die Infusionsröhre 17 vor
Versetzung geschützt
wird. Nachdem die Infusion vollständig erfolgt ist, kann die Infusionsröhre 17 entfernt
werden, indem ein Entferner 23 in die Infusionsröhre 17 eingesetzt
und im Uhrzeigersinn gedreht wird, um in Eingriff mit den Gewindegängen in
dem Knochenportal 21 zu gelangen, bis der Entferner nicht
mehr verdreht werden kann. Der Entferner wird dann gerade herausgezogen,
wobei die Infusionsröhre 17 aus
dem Patienten entfernt wird.
-
Als
ein Beispiel für
die Spezifikationen der Vorrichtung
1, die zur Infusion
des Manubriums benutzt wird, stellen die folgenden eine mögliche Ausgestaltung
dar:
| Knochenfühlernadeln: | Zehn
1,27 mm hypodermische Nadeln in gleichen Abständen um den Knochenfühler herum. |
| Winkel ϕ = | 15
Grad |
| Winkel θ = | 60
Grad |
| Kugelradius
= | 3,16
min |
| Maximale
Kraft an der Feder = | 9,1
kg |
| Aktivierungsabstand
des Knochenportals relativ zum Ende von Knochenfühlernadeln = | 8,87
mm |
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Bezug
nehmend auf 19 wird eine tibiale Zielplatte 51 dargestellt,
die für
die Verwendung im Tibiabereich für
intraosseale Infusion ausgelegt ist. Dieses ist ein Bereich, der üblicherweise
bei Kindern gebraucht wird und gelegentlich bei erwachsenen Patienten
Verwendung findet. Die Zielplatte 51 für den Tibiabereich weist ein
Ausrichtungsmerkmal 52 auf, welches mit der Tuberositas
tibiae an dem proximalen Ende der Tibia ausgerichtet wird.
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Die
Zielplatte 51 für
den Tibiabereich weist eine aufgebrachte Markierung zur Ausrichtung
mit der Kante des Knochens auf, welche längs der Achse der Tibia fühlbar ist.
Die Zielplatte 51 für
den Tibiabereich besitzt eine rückwärtige Klebefläche mit
einem Abdeckstreifen, der entfernt wird, um die Platte auf der Haut
zu befestigen. Die Zielplatte 51 für den Tibiabereich weist einen
tibialen Zielbereich 54 auf, welcher als Ziel für die Platzierung
irgendeiner intraossealen Nadel gebraucht wird. Diese Erfindung
beseitigt die Notwendigkeit zur Einschätzung der Distanzen von den
anatomischen Orientierungspunkten. Die Platte könnte auch eine Instrumentenführung (nicht
dargestellt) aufweisen, welche die Nadel in den Knochen in dem empfohlenen
Winkel von 45 Grad führt.
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Die
Platte könnte
auch Klettverschlüsse
zum Anbringen einer Schutzhaube besitzen, die zur Anordnung in diesem
Bereich ausgebildet ist. Die Platte könnte auch eine Verbindungsrohrleitung
aufweisen, die an der Platte befestigt ist, um Zug und Dehnung von
der Infusionsröhre
oder -nadel fernzuhalten. Eine ähnliche Zielplatte
kann leicht für
den Gebrauch an anderen Zielbereichen vorstellbar sein, zum Beispiel
am distalen Ende der Tibia, nahe am Fußknöchel; das distale Ende des
Femur nahe am Knie; der Bereich der Christa iliaca; oder das distale
Ende des Radius (Unterarm).