EP0929332A1 - Medical high-pressure injection system - Google Patents

Medical high-pressure injection system

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Publication number
EP0929332A1
EP0929332A1 EP97941944A EP97941944A EP0929332A1 EP 0929332 A1 EP0929332 A1 EP 0929332A1 EP 97941944 A EP97941944 A EP 97941944A EP 97941944 A EP97941944 A EP 97941944A EP 0929332 A1 EP0929332 A1 EP 0929332A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pressure
injection
relief valve
catheter
injector
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP97941944A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Claus H. Backes
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Individual
Original Assignee
Individual
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Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP0929332A1 publication Critical patent/EP0929332A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • A61M5/14—Infusion devices, e.g. infusing by gravity; Blood infusion; Accessories therefor
    • A61M5/142—Pressure infusion, e.g. using pumps
    • A61M5/145—Pressure infusion, e.g. using pumps using pressurised reservoirs, e.g. pressurised by means of pistons
    • A61M5/1452—Pressure infusion, e.g. using pumps using pressurised reservoirs, e.g. pressurised by means of pistons pressurised by means of pistons
    • A61M5/14546—Front-loading type injectors
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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61M39/22—Valves or arrangement of valves
    • A61M39/24—Check- or non-return valves
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    • A61M39/24—Check- or non-return valves
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    • A61M2039/2473—Valve comprising a non-deformable, movable element, e.g. ball-valve, valve with movable stopper or reciprocating element
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    • A61M2039/2486—Guided stem, e.g. reciprocating stopper

Definitions

  • the present invention relates to a medical high-pressure injection system in which an injector, for example contrast medium, is used to inject into a patient via a catheter connected to the injector.
  • an injector for example contrast medium
  • Medical high-pressure injection systems of this type are preferably used in angiography, especially in digital subtraction angiography. This is a radiological diagnostic procedure to visualize the blood vessels.
  • X-ray contrast media are injected into the aterial vascular system through special, highly flexible catheters, the outlet opening of which is placed in the area of the area of interest. So that such catheters can also be inserted into smaller blood vessels, the outside diameter and thus also the available flow cross section must be relatively small.
  • catheters for smaller blood vessels have an outer diameter between approximately 1.0 to 2.1 mm and an inner diameter between 0.4 to 1.2 mm. Since the contrast medium can be injected at delivery rates of up to 30 ml / s, very high injection pressures of up to over 80 bar are required for a short time.
  • automatic, mechanical, medical high-pressure injection devices are usually used, which allow a presetting of the injection volume, delivery rate and maximum injection pressure.
  • These are, for example, piston injectors with interchangeable injection cylinders made of polyethylene.
  • These cylinders are usually used in a pressure sleeve that almost completely encloses the cylinder and protects it against bursting at high operating pressures.
  • the inside diameter of the pressure sleeve is about 0.5 mm larger than the outside diameter of the injection cylinder.
  • the injection cylinder and catheter are connected to each other via a flexible tube for the injection of the contrast medium into the patient.
  • the injection cylinder used expands in the sense of an elastic deformation until its outer surface lies firmly against the inside of the pressure cuff.
  • the connecting tube and catheter There are also elastic expansions on the connecting tube and catheter, the deformation of the catheter being negligible due to the higher material strength and the smaller diameter.
  • Measurements have shown that the volume enclosed by the injection cylinder and connecting hose can increase by up to 10 ml under the influence of pressure.
  • a corresponding proportion of the injection volume set on the injector is therefore initially used to expand the injection cylinder and connecting tube before the desired volume flow is established at the catheter outlet.
  • the injection pressure in conventional high-pressure injection systems drops continuously to the value of the ambient pressure.
  • the elastic deformation of the injection cylinder and supply hose also decreases in the same way.
  • a disadvantage of such medical high-pressure injection systems is that the volume fraction of the injection medium stored due to the expansion of the material is displaced when the elastic deformation decreases after the injection, when there is no pressure on the contrast medium, and is expelled at the end of the catheter.
  • This run-on or dripping results in motion blurring when using contrast media in angiography in the X-ray images. As a result, the image quality is considerably impaired and reliable diagnosis is made more difficult.
  • a further disadvantage of such high-pressure injection systems is that when examining smaller arteries, where contrast medium volumes between 4 and 10 ml and
  • the volume flow of the contrast medium emerging at the end of the catheter primarily follows the restoring forces of the contracting injection cylinder or the connecting tube, but not that on
  • Injector set delivery rate Under these conditions, it is therefore hardly possible to achieve the desired rapid influx of contrast medium in smaller blood vessels.
  • the medical high-pressure injection system has an injector and a catheter connected to the injector.
  • a shut-off device is provided between the injector and the catheter. The flow of the injection medium from the injector to the catheter can be interrupted by this shut-off device.
  • the shut-off element can be designed as a valve, pressure valve or check valve.
  • the check valve can be different
  • valve is designed such that it is adjustable.
  • the pre-set volume is maintained exactly at an almost constant delivery rate from the start of injection to the end of injection.
  • shut-off device as a check valve that the valve seals against reverse flows against the direction of flow of the injection agent in the patient, thereby reliably preventing accidental suction of patient blood when the piston of the injection cylinder is retracted, and thus contamination of the connecting hose and injection cylinder is avoided.
  • the check valve can be set to different pressures, for example by varying the spring preload and / or spring rate. This has the advantage that the user can be offered a range of valve systems with different opening pressures, so that the user can adapt the opening pressure to the injection pressure required, depending on the application.
  • the drain opening of the shut-off element is connected directly to the catheter.
  • the shut-off device is an open-close valve.
  • the inlet opening and / or the outlet opening of the shut-off element has a Luer lock connection.
  • the shut-off device is a disposable item.
  • the advantage of this design is that it can effectively prevent contamination of the injection agent.
  • FIG 1 schematically shows the medical according to the invention
  • FIG. 2 shows a cross section through the shut-off device of the medical high-pressure injection system according to the invention in the closed state
  • Figure 2a shows a cross section through the shut-off device in an open state.
  • the high-pressure injection system has an injector 6 with an injection cylinder 4 and a pressure cuff 5.
  • the inner diameter of the pressure cuff 5 is approximately 0.5 mm larger than the outer diameter of the injection cylinder 4, so that the injection cylinder 4 can be exchanged without problems.
  • the outlet opening of the injection cylinder 4 is connected to the inlet opening 7 of the shut-off element 1 via a connecting hose 2.
  • the shut-off device 1 is in this embodiment is designed as a check valve. However, any device is also possible as a shut-off device 1 through which the flow of injection medium can be abruptly interrupted even at high pressures. This is also possible, for example, with valves other than a check valve, for example with an open-close valve.
  • a catheter 3 is connected to the outlet opening 9 of the shut-off element 1, the outlet opening of which is inserted into the patient in order to inject the injection agent into the patient.
  • FIG. 2 shows a cross section of a check valve used in this exemplary embodiment as a shut-off device 1.
  • This check valve has a female Luer lock attachment at its inlet opening 7, which is connected to the injection cylinder 4 via the connecting hose 2.
  • the connecting hose 2 has a male Luer lock attachment at the corresponding end for connection to the check valve.
  • this has a male luer lock attachment 10 for connection to a female luer lock attachment of the catheter 3.
  • the check valve has a valve body 11, which in the idle state shown in FIG. 2 is pressed by the spring 12 onto the contact surface 13 of the valve housing and thus seals the inlet opening 7 against the outlet opening 9 for the flow of injection agent with its sealing lip.
  • the spring 12 has an attachment in the valve housing in the region of the outlet opening 9 and an attachment on the valve body 1 1 at its other end.
  • the opening pressure of the valve caused by the spring 12 is selected such that when the inlet opening 7 from against the valve body 1 1 a pressure of a predetermined size is exceeded, the spring 12 is compressed. Characterized the valve body 1 1 is lifted from its contact surface and pushed back so far that its sealing lip clears the passage for the injection agent in the direction of the outlet opening.
  • the injection pressures at which the check valve opens can be up to 80 bar. However, if the spring 12 is selected accordingly, the check valve can also open at lower pressures.
  • the check valve can be adjusted using different springs or by varying the spring preload and / or the spring rate.
  • Figure 2a shows the check valve of Figure 2 in an open state.
  • a pressure in the direction of the outlet opening 9 is applied by the injection means against the valve body 11, which pressure is large enough to compress the spring 12 so that the sealing lip of the valve body 11 no longer bears against the contact surface 13 of the valve housing, so that the injection means from the inlet opening 7 past the valve body 1 1 through the spring turns of the spring 12 to the outlet opening 9 can flow.
  • the spring turns of the spring 12 there is therefore sufficient space for the injection medium to flow even when the check valve is open.
  • the catheter 3 is inserted into the patient in such a way that the outlet opening of the catheter 3 is placed in the area of interest, for example, for angiography.
  • the Luer lock connection of the inlet opening of the catheter is connected to the luer lock connection 10 of the outlet opening 9 of the check valve 1.
  • the Luer lock connection 8 of the inlet opening 7 is connected to a Luer lock connection of a connecting hose, which in turn is connected at its other end to the outlet opening of the injection cylinder 4.
  • the contrast medium required for the angiography is located in the injection cylinder 4, the connecting tube 2 and the inlet opening 7 of the check valve 1.
  • pressure is now applied against the contrast medium located in the injection cylinder 4.
  • the contrast medium transfers the pressure to the injection cylinder 4 and the connecting tube 2, causing them to expand.
  • the pressure that is applied by the contrast medium in the inlet opening 7 against the valve body 11 increases. If the pressure exceeds a certain value, for example 120 bar, the check valve 1 opens.
  • the injection of the contrast medium via the catheter 3 into the patient begins.
  • both the injection cylinder 4 and the connecting tube 2 are thus already in an expanded state at the start of the injection, so that the entire volume of contrast medium is expelled at the end of the catheter and not during the injection period, i.e. during the piston movement on the injector 6 only part of the contrast medium volume expands the injection cylinder 4 and the connecting tube 2.
  • the interstationary phase is reduced to a minimum until the selected delivery rate at the catheter outlet is reached, so that a rapid flooding of contrast medium is achieved even with small injection volumes.
  • the check valve 1 counteracts a drop in pressure by closing immediately after the injection pressure has fallen below. This prevents that due to a contraction of the injection cylinder 4, which is deformed elastically under the pressure of the contrast medium, and the connecting tube 2, further contrast medium runs out of the outlet opening of the catheter 3 into the patient or can drip. Furthermore, the check valve 1 causes the injection cylinder 4 and the connecting hose 2 to remain in the expanded state. This is advantageous for a further, subsequent injection process. If the check valve 1 is in its closed state and thereby prevents the contrast medium from running or dripping, the necessary x-rays are taken.
  • contrast medium can be injected again.
  • the pressure on the contrast medium is increased again by the piston of the injector 6, so that when the set value at the check valve 1 is exceeded, the check valve 1 opens and contrast medium is injected into the catheter 3 at the desired injection pressure and from there into the patient.

Abstract

A medical high-pressure injection system is disclosed for injecting under high pressure an injection agent into a patient. The high-pressure injection system has an injector (6) connected to a catheter (3). According to the invention a shutting-off member (1) provided between the injector (6) and the catheter (3) can shut off the flow of injection agent from the injector (6) to the catheter (3). This shutting-off member (1) is advantageously a check valve which opens when a determined injection pressure is exceeded and closes when the pressure falls below said injection pressure.

Description

...Medizinisches Ho idruckinjektionssystem" ... medical high pressure injection system "
Die vorliegende Erfindung betrifft ein medizinisches Hochdruckinjektionssystem, bei dem mittels eines Injektors, beispielsweise Kontrastmittel, über einen mit dem Injektor verbundenen Katheter in einen Patienten injiziert wird.The present invention relates to a medical high-pressure injection system in which an injector, for example contrast medium, is used to inject into a patient via a catheter connected to the injector.
Derartige medizinische Hochdruckinjektionssysteme werden bevorzugt in der Angiographie, speziell in der digitalen Subtraktionsangiographie, eingesetzt. Hierbei handelt es sich um ein Verfahren der radiologischen Diagnostik zur Darstellung der Blutgefäße. Bei solchen Untersuchungen wird in das aterielle Gefäßsystem Röntgenkontrastmittel durch spezielle, hochflexible Katheter injiziert, dessen Austrittsöffnung im Bereich des interessierenden Areals plaziert wird. Damit solche Katheter auch in kleinere Blutgefäße eingeführt werden können, müssen Außendurchmesser und damit auch der zur Verfügung stehende Strömungsquerschnitt relativ klein sein. Beispielsweise weisen solche Katheter für kleinere Blutgefäße einen Außendurchmesser zwischen ca. 1,0 bis 2, l mm und einen Innendurchmesser zwischen 0,4 bis 1 ,2 mm auf. Da das Kontrastmittel mit Förderraten von bis zu 30 ml/s zu injizieren ist, werden kurzzeitig sehr hohe Injektionsdrücke von bis über 80 bar benötigt.Medical high-pressure injection systems of this type are preferably used in angiography, especially in digital subtraction angiography. This is a radiological diagnostic procedure to visualize the blood vessels. In such examinations, X-ray contrast media are injected into the aterial vascular system through special, highly flexible catheters, the outlet opening of which is placed in the area of the area of interest. So that such catheters can also be inserted into smaller blood vessels, the outside diameter and thus also the available flow cross section must be relatively small. For example, such catheters for smaller blood vessels have an outer diameter between approximately 1.0 to 2.1 mm and an inner diameter between 0.4 to 1.2 mm. Since the contrast medium can be injected at delivery rates of up to 30 ml / s, very high injection pressures of up to over 80 bar are required for a short time.
Hierfür werden üblicherweise automatisch arbeitende, maschinelle, medizinische Hochdrυckinjektionsgeräte verwendet, die eine Voreinstellung von Injektionsvolumen, Förderrate und maximalem Injektion sdruck zulassen. Es handelt sich dabei beispielsweise um Kolbeninjektoren mit austauschbaren Injektionszylindern aus Polyethylen. Diese Zylinder werden üblicherweise in eine Druckmanschette eingesetzt, die den Zylinder nahezu vollständig umschließt und ihn bei den hohen Betriebsdrücken gegen Bersten schützt. Um einen problemlosen Austausch zu ermöglichen, ist der Innendurchmesser der Druckmanschette etwa 0,5 mm größer als der Außendurchmesser des Injektionszylinders. Injektionszylinder und Katheter sind für die Injektion des Kontrastmittels in den Patienten über einen flexiblen Schlauch miteinander verbunden.For this purpose, automatic, mechanical, medical high-pressure injection devices are usually used, which allow a presetting of the injection volume, delivery rate and maximum injection pressure. These are, for example, piston injectors with interchangeable injection cylinders made of polyethylene. These cylinders are usually used in a pressure sleeve that almost completely encloses the cylinder and protects it against bursting at high operating pressures. In order to enable a problem-free exchange, the inside diameter of the pressure sleeve is about 0.5 mm larger than the outside diameter of the injection cylinder. The injection cylinder and catheter are connected to each other via a flexible tube for the injection of the contrast medium into the patient.
Unter der hohen Druckbelastung, wie sie während der Injektion auftritt, weitet sich der verwendete Injektionszylinder im Sinne einer elastischen Verformung so weit auf, bis seine Mantelfläche an der Innenseite der Druckmanschette fest anliegt. Auch an Verbindungsschlauch und Katheter kommt es zu elastischen Aufweitungen, wobei aufgrund der höheren Material festigkeit und des geringeren Durchmessers die Verformung des Katheters vernachlässigt werden kann. Messungen haben ergeben, daß unter dem Druckeinfluß das von Injektionszylinder und Verbindungsschlauch eingeschlossene Volumen um bis zu 10 ml zunehmen kann. Während des Druckaufbaus zu Beginn der Injektion wird daher ein entsprechender Anteil des am Injektor eingestellten Injektionsvolumens zunächst zur Aufweitung von Injektionszylinder und Verbindungsschlauch verbraucht, bevor sich am Katheteraustritt der gewünschte Volumenstrom einstellt. Am Ende der Injektion sinkt der Injektionsdruck bei herkömmlichen Hochdruckinjektionssystemen kontinuierlich auf den Wert des Umgebungsdruckes ab. In gleicher Weise geht auch die elastische Verformung von Injektionszylinder und Zuleitungsschlauch zurück.Under the high pressure load that occurs during the injection, the injection cylinder used expands in the sense of an elastic deformation until its outer surface lies firmly against the inside of the pressure cuff. There are also elastic expansions on the connecting tube and catheter, the deformation of the catheter being negligible due to the higher material strength and the smaller diameter. Measurements have shown that the volume enclosed by the injection cylinder and connecting hose can increase by up to 10 ml under the influence of pressure. During the build-up of pressure at the start of the injection, a corresponding proportion of the injection volume set on the injector is therefore initially used to expand the injection cylinder and connecting tube before the desired volume flow is established at the catheter outlet. At the end of the injection, the injection pressure in conventional high-pressure injection systems drops continuously to the value of the ambient pressure. The elastic deformation of the injection cylinder and supply hose also decreases in the same way.
Nachteilig an derartigen medizinischen Hochdruckinjektionssystemen ist, daß der aufgrund der Materialaufweitung gespeicherte Volumenanteil des Injektionsmittels beim Rückgang der elastischen Verformung nach der Injektion, wenn kein Druck am Kontrastmittel anliegt, verdrängt wird und am Katheterende ausgetrieben wird. Durch dieses Nachlaufen bzw. Nachtropfen kommt es bei der Verwendung von Kontrastmitteln in der Angiographie bei den Röntgenaufnahmen zu Bewegungsunschärfen. Hierdurch wird die Bildqualität erheblich beeinträchtigt und eine sichere Diagnose erschwert.A disadvantage of such medical high-pressure injection systems is that the volume fraction of the injection medium stored due to the expansion of the material is displaced when the elastic deformation decreases after the injection, when there is no pressure on the contrast medium, and is expelled at the end of the catheter. This run-on or dripping results in motion blurring when using contrast media in angiography in the X-ray images. As a result, the image quality is considerably impaired and reliable diagnosis is made more difficult.
Ferner ist bei derartigen Hochdruckinjektionssystemen nachteilig, daß bei der Untersuchung kleinerer Arterien, wo Kontrastmittelvolumina zwischen 4 und 10 ml undA further disadvantage of such high-pressure injection systems is that when examining smaller arteries, where contrast medium volumes between 4 and 10 ml and
Förderraten von etwa 15 ml/s benötigt werden, die am Injektor eingestellte Förderrate amDelivery rates of around 15 ml / s are required, the delivery rate set on the injector on
Katheteraustritt praktisch nie erreicht wird, da die Kolbenbewegung am Injektor bereits beendet ist, bevor die Materialaufweitung von Zylinder und Verbindungsschlauch ihrCatheter exit is practically never reached, since the piston movement on the injector has already ended before the material expansion of the cylinder and connecting tube
Endstadium erreicht hat. Somit folgt in diesem Fall der Volumenstroin des am Katheterende austretenden Kontrastmittels in erster Linie den Rückstellkräften des sich kontrahierenden Injektionszylinders bzw. des Verbindungsschlauches, nicht aber der amHas reached the final stage. In this case, the volume flow of the contrast medium emerging at the end of the catheter primarily follows the restoring forces of the contracting injection cylinder or the connecting tube, but not that on
Injektor eingestellten Förderrate. Unter diesen Voraussetzungen ist es daher kaum möglich, bei kleineren Blutgefäßen die angestrebte rasche Anflutung von Kontrastmittel zu realisieren.Injector set delivery rate. Under these conditions, it is therefore hardly possible to achieve the desired rapid influx of contrast medium in smaller blood vessels.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein medizinisches Hochdruckinjektionssystem zu schaffen, bei dem ein Nachlaufen oder Nachtropfen von Injektionsmittel in den Patienten verhindert wird.It is the object of the present invention to provide a medical high-pressure injection system in which the after-running or dripping of the injection agent into the patient is prevented.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst, wobei sich weitere Ausgestaltungen aus den Unteransprüchen ergeben. Gemäß der Erfindung weist das medizinische Hochdruckinjektionssystem einen Injektor und einen mit dem Injektor verbundenen Katheter auf. Erfindungsgemäß ist zwischen dem Injektor und dem Katheter ein Absperrorgan vorgesehen. Durch dieses Absperrorgan kann der Fluß des Injektionsmittels vom Injektor zum Katheter unterbrochen werden. Vorteilhaft an dem erfindungsgemäßen medizinischen Hochdruckinjektionssystem ist, daß durch das Absperrorgan nach erfolgter Injektion ein Nachlaufen bzw. Nachtropfen von Injektionsmittel verhindert werden kann.This object is achieved by the features of claim 1, with further refinements arising from the subclaims. According to the invention, the medical high-pressure injection system has an injector and a catheter connected to the injector. According to the invention, a shut-off device is provided between the injector and the catheter. The flow of the injection medium from the injector to the catheter can be interrupted by this shut-off device. An advantage of the medical high-pressure injection system according to the invention is that after the injection, the shut-off element prevents the injection agent from running or dripping.
Gemäß der Erfindung kann des Absperrorgan als Ventil, Druckventil oder Rückschlagventil ausgebildet sein. Dabei kann das Rückschlagventil auf verschiedeneAccording to the invention, the shut-off element can be designed as a valve, pressure valve or check valve. The check valve can be different
Drücke einstellbar sein. Vorteilhafterweise ist das Ventil derart ausgebildet, daß es beimPressures to be adjustable. Advantageously, the valve is designed such that it
Überschreiten eines bestimmten Injektionsdruckes an seiner Einlauföffnung öffnet und beim Unterschreiten dieses Injektionsdruckes schließt. Ferner kann zwischen dem Injektor und dem Absperrorgan ein Verbindungsschlauch vorgesehen sein. Vorteilhaft an diesen Ausbildungen ist, daß auf diese Weise im Injektionszylinder und im Verbindungsschlauch stets ein dem Öffnungsdruck des Ventils entsprechender Systemdruck aufrechterhalten wird, durch den beide Teile im aufgeweiteten Zustand verbleiben. Da dieser Zustand bereits beim Entlüften von Zylinder und Verbindungsschlauch erreicht wird, kann bei derExceeding a certain injection pressure at its inlet opening opens and closes when it falls below this injection pressure. Furthermore, a connecting hose can be provided between the injector and the shut-off device. An advantage of these designs is that a system pressure corresponding to the opening pressure of the valve is always maintained in this way in the injection cylinder and in the connecting hose, as a result of which both parts remain in the expanded state. Since this condition is already achieved when the cylinder and connecting hose are vented, the
Injektion das voreingestellte Volumen bei annähernd konstanter Förderrate vom Injektionsbeginn bis zum Injektionsende exakt eingehalten werden.Injection the pre-set volume is maintained exactly at an almost constant delivery rate from the start of injection to the end of injection.
Ferner ist es bei der Ausbildung des Absperrorgans als Rückschlagventil vorteilhaft, daß das Ventil gegenüber Rückströmungen entgegen der Durchflußrichtung des Injektionsmittels in den Patienten dichtet, wodurch ein versehentliches Ansaugen von Patientenblut beim Zurückfahren des Kolbens des Injektionszylinders zuverlässig verhindert wird und damit die Kontamination von Verbindungsschlauch und Injektionszylinder vermieden wird.Furthermore, it is advantageous in the design of the shut-off device as a check valve that the valve seals against reverse flows against the direction of flow of the injection agent in the patient, thereby reliably preventing accidental suction of patient blood when the piston of the injection cylinder is retracted, and thus contamination of the connecting hose and injection cylinder is avoided.
Das Rückschlagventil kann auf verschiedene Drücke, zum Beispiel über eine Variation von Federvorspannung und/oder Federrate eingestellt werden. Daraus ergibt sich der Vorteil, daß dem Anwender ein Sortiment von Ventilsystemen unterschiedlicher Öffnungsdrücke angeboten werden kann, so daß dieser je nach Anwendung den Öffnungsdruck dem jeweils benötigten Injektionsdruck anpassen kann.The check valve can be set to different pressures, for example by varying the spring preload and / or spring rate. This has the advantage that the user can be offered a range of valve systems with different opening pressures, so that the user can adapt the opening pressure to the injection pressure required, depending on the application.
In einer weiteren Ausbildung des erfindungsgemäßen medizinischen Hochdruckinjektionssystemes ist die Ablauföffnung des Absperrorgans direkt mit dem Katheter verbunden. Vorteilhaft an dieser Ausbildung ist, daß bezüglich der Injektionsrichtung des Injektionsmittels hinter dem Absperrorgan keine Teile mehr vorgesehen sind, die sich unter hohen Drücken wesentlich aufweiten könnten. Hierdurch wird wiederum ein Nachlaufen bzw. Nachtropfen von Injektionsmittel aus der Austrittsöffnung des Katheters verhindert.In a further embodiment of the medical high-pressure injection system according to the invention, the drain opening of the shut-off element is connected directly to the catheter. The advantage of this design is that there are no more parts behind the shut-off device with respect to the direction of injection of the injection agent are provided, which could expand significantly under high pressures. This in turn prevents the injection agent from running or dripping from the outlet opening of the catheter.
In einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist das Absperrorgan ein Auf-Zu-Ventil. Vorteilhaft an dieser Ausbildung ist, daß die Konstruktion des Ventils in diesem Fall sehr einfach ist.In a further embodiment of the invention, the shut-off device is an open-close valve. An advantage of this design is that the construction of the valve is very simple in this case.
In einer weiteren Ausbildung des Absperrorgans des erfindungsgemäßen medizinischen Hochdruckinjektionssystemes weist die Einlauföffnung und/oder die Ablauföffnung des Absperrorgans einen Luer-Lock-Anschluß auf. Vorteilhaft an dieser Ausbildung ist, daß das Absperrorgan durch diese Anschlüsse problemlos an handelsübliche Schlauchleitungen und Katheter angeschlossen werden kann. Ferner ist an Luer-Lock-Anschlüssen vorteilhaft, daß sie den hier auftretenden hohen Drücken Stand halten.In a further embodiment of the shut-off element of the medical high-pressure injection system according to the invention, the inlet opening and / or the outlet opening of the shut-off element has a Luer lock connection. An advantage of this design is that the shut-off device can be easily connected to commercially available hose lines and catheters through these connections. It is also advantageous on Luer lock connections that they withstand the high pressures that occur here.
In einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist das Absperrorgan ein Einwegartikel. Vorteilhaft an dieser Ausbildung ist, daß hierdurch Kontaminationen des Injektionsmittels wirkungsvoll verhindert werden können.In a further embodiment of the invention, the shut-off device is a disposable item. The advantage of this design is that it can effectively prevent contamination of the injection agent.
Die vorliegende Erfindung wird nun mit Bezug zu den Figuren anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigen:The present invention will now be explained with reference to the figures using an exemplary embodiment. Show it:
Figur 1 schematisch das erfindungsgemäße medizinischeFigure 1 schematically shows the medical according to the invention
Hochdruckinjektionssystem,High pressure injection system,
Figur 2 einen Querschnitt durch das Absperrorgan des erfindungsgemäßen medizinischen Hochdruckinjektionssystems im geschlossenen Zustand und2 shows a cross section through the shut-off device of the medical high-pressure injection system according to the invention in the closed state and
Figur 2a einen Querschnitt durch das Absperrorgan in einem geöffneten Zustand.Figure 2a shows a cross section through the shut-off device in an open state.
Das erfindungsgemäße Hochdruckinjektionssystem weist einen Injektor 6 mit einem Injektionszylinder 4 und einer Druckmanschette 5 auf. Der Innendurchmesser der Druckmanschette 5 ist etwa 0,5 mm größer als der Außendurchmesser des Injektionszylinders 4, so daß ein problemloser Austausch des Injektionszylinders 4 möglich ist. Die Austrittsöffnung des Injektionszylinders 4 ist über einen Verbindungsschlauch 2 mit der Einlauföffnung 7 des Absperrorgans 1 verbunden. Das Absperrorgan 1 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Rückschlagventil ausgebildet. Jedoch ist als Absperrorgan 1 auch jede Vorrichtung möglich, durch die der Durchfluß von Injektionsmittel auch bei hohen Drücken abrupt unterbrochen werden kann. Dies ist zum Beispiel auch bei anderen Ventilen als einem Rückschlagventil möglich, beispielsweise bei einem Auf-Zu- Ventil. An die Auslauföffnung 9 des Absperrorgans 1 ist ein Katheter 3 angeschlossen, dessen Austrittsöffnung in den Patienten eingeführt wird, um das Injektionsmittel in den Patienten zu injizieren.The high-pressure injection system according to the invention has an injector 6 with an injection cylinder 4 and a pressure cuff 5. The inner diameter of the pressure cuff 5 is approximately 0.5 mm larger than the outer diameter of the injection cylinder 4, so that the injection cylinder 4 can be exchanged without problems. The outlet opening of the injection cylinder 4 is connected to the inlet opening 7 of the shut-off element 1 via a connecting hose 2. The shut-off device 1 is in this embodiment is designed as a check valve. However, any device is also possible as a shut-off device 1 through which the flow of injection medium can be abruptly interrupted even at high pressures. This is also possible, for example, with valves other than a check valve, for example with an open-close valve. A catheter 3 is connected to the outlet opening 9 of the shut-off element 1, the outlet opening of which is inserted into the patient in order to inject the injection agent into the patient.
Die Figur 2 zeigt einen Querschnitt eines in diesem Ausführungsbeispiel verwendeten Rückschlagventils als Absperrorgan 1. Dieses Rückschlagventil weist an seiner Einlauföffnung 7, welche über den Verbindungsschlauch 2 mit dem Injektionszylinder 4 verbunden wird, einen weiblichen Luer-Lock-Ansatz auf. Der Verbindungsschlauch 2 weist zur Verbindung mit dem Rückschlagventil an dem entsprechenden Ende einen männlichen Luer-Lock-Ansatz auf. An der Ablauföffnung 9 des Rückschlagventils weist dieses einen männlichen Luer-Lock-Ansatz 10 zur Verbindung mit einem weiblichen Luer-Lock-Ansatz des Katheters 3 auf. Ferner weist das Rückschlagventil einen Ventilkörper 1 1 auf, der in dem in Figur 2 gezeigten Ruhezustand durch die Feder 12 auf die Anlagefläche 13 des Ventilgehäuses gedrückt wird und so mit seiner Dichtlippe die Einlauföffnung 7 gegen die Ablauföffnung 9 für den Durchfluß von Injektionsmittel abdichtet. Hierzu findet die Feder 12 mit ihrem einen Ende einen Ansatz im Ventilgehäuse im Bereich der Ablauföffnung 9 und mit ihrem anderen Ende einen Ansatz am Ventilkörper 1 1. Der durch die Feder 12 bedingte Öffnungsdruck des Ventils ist dabei so gewählt, daß wenn von der Einlauföffnung 7 aus gegen den Ventilkörper 1 1 ein Druck vorbestimmter Größe überschritten wird, die Feder 12 zusammengedrückt wird. Dadurch wird der Ventilkörper 1 1 von seiner Anlagefläche abgehoben und soweit zurückgeschoben, daß seine Dichtlippe den Durchgang für das Injektionsmittel in Richtung der Ablauföffnung freigibt. Die Injektionsdrücke, bei denen das Rückschlagventil öffnet, können bis über 80 bar liegen. Jedoch kann bei entsprechender Wahl der Feder 12 das Rückschlagventil auch bei niedrigeren Drücken öffnen. Die Einstellung des Rückschlagventils kann dabei über verschiedene Federn erfolgen oder durch eine Variation der Federvorspannung und/oder der Federrate.FIG. 2 shows a cross section of a check valve used in this exemplary embodiment as a shut-off device 1. This check valve has a female Luer lock attachment at its inlet opening 7, which is connected to the injection cylinder 4 via the connecting hose 2. The connecting hose 2 has a male Luer lock attachment at the corresponding end for connection to the check valve. At the outlet opening 9 of the check valve, this has a male luer lock attachment 10 for connection to a female luer lock attachment of the catheter 3. Furthermore, the check valve has a valve body 11, which in the idle state shown in FIG. 2 is pressed by the spring 12 onto the contact surface 13 of the valve housing and thus seals the inlet opening 7 against the outlet opening 9 for the flow of injection agent with its sealing lip. For this purpose, the spring 12 has an attachment in the valve housing in the region of the outlet opening 9 and an attachment on the valve body 1 1 at its other end. The opening pressure of the valve caused by the spring 12 is selected such that when the inlet opening 7 from against the valve body 1 1 a pressure of a predetermined size is exceeded, the spring 12 is compressed. Characterized the valve body 1 1 is lifted from its contact surface and pushed back so far that its sealing lip clears the passage for the injection agent in the direction of the outlet opening. The injection pressures at which the check valve opens can be up to 80 bar. However, if the spring 12 is selected accordingly, the check valve can also open at lower pressures. The check valve can be adjusted using different springs or by varying the spring preload and / or the spring rate.
Figur 2a zeigt das Rückschlagventil der Figur 2 in einem geöffneten Zustand. In diesem Fall wird von dem Injektionsmittel gegen den Ventilkörper 1 1 ein Druck in Richtung der Ablauföffnung 9 aufgebracht, der groß genug ist, um die Feder 12 zusammenzudrücken, so daß die Dichtlippe des Ventilkörpers 1 1 nicht mehr an der Anlagefläche 13 des Ventilgehäuses anliegt, so daß das Injektionsmittel von der Einlauföffnung 7 an dem Ventilkörper 1 1 vorbei durch die Federwindungen der Feder 12 zur Ablauföffnung 9 fließen kann. Zwischen den Federwindungen der Feder 12 bleibt also auch im geöffneten Zustand des Rückschlagventils genügend Platz für einen Durchfluß des Injektionsmittels.Figure 2a shows the check valve of Figure 2 in an open state. In this case, a pressure in the direction of the outlet opening 9 is applied by the injection means against the valve body 11, which pressure is large enough to compress the spring 12 so that the sealing lip of the valve body 11 no longer bears against the contact surface 13 of the valve housing, so that the injection means from the inlet opening 7 past the valve body 1 1 through the spring turns of the spring 12 to the outlet opening 9 can flow. Between the spring turns of the spring 12, there is therefore sufficient space for the injection medium to flow even when the check valve is open.
Im folgenden wird der Einsatz des erfindungsgemäßen medizinischen Hochdruckinjektionssystems beschrieben:The use of the medical high-pressure injection system according to the invention is described below:
Für den Injektionsvorgang ist der Katheter 3 in den Patienten derart eingeführt, daß die Austrittsöffnung des Katheters 3 im beispielsweise für die Angiographie interessierenden Bereich plaziert ist. Der Luer-Lock-Anschluß der Eintrittsöffnung des Katheters ist mit dem Luer-Lock-Anschluß 10 der Ablauföffnung 9 des Rückschlagventils 1 verbunden. Der Luer-Lock-Anschluß 8 der Einlauföffnung 7 ist mit einem Luer-Lock-Anschluß eines Verbindungsschlauches verbunden, der wiederum mit seinem anderen Ende mit der A strittsöffnung des Injektionszylinders 4 verbunden ist. Nach der Entlüftung befindet sich in dem Injektionszylinder 4, dem Verbindungsschlauch 2 und der Einlauföffnung 7 des Rückschlagventils 1 beispielsweise das für die Angiographie benötigte Kontrastmittel. Mittels eines Kolbens des Injektors 6 wird nun ein Druck gegen das in dem Injektionszylinder 4 befindliche Kontrastmittel aufgebracht. Das Kontrastmittel überträgt den Druck auf den Injektionszylinder 4 und den Verbindungsschlauch 2, wodurch diese sich aufweiten. Gleichzeitig erhöht sich der Druck, der von dem Kontrastmittel in der Einlauföffnung 7 gegen den Ventilkörper 11 aufgebracht wird. Übersteigt der Druck einen bestimmten Wert, beispielsweise 120 bar, öffnet das Rückschlagventil l . Zu diesem Zeitpunkt beginnt die Injektion des Kontrastmittels über den Katheter 3 in den Patienten. Bei dem erfindungsgemäßen Hochdruckinjektionssystem befinden sich somit sowohl der Injektionszylinder 4 als auch der Verbindungsschlauch 2 bereits zu Beginn der Injektion in einem aufgeweitetem Zustand, so daß das gesamte Kontrastmittelvolumen innerhalb der Injektionsdauer, das heißt während der Kolbenbewegung am Injektor 6, am Katheterende ausgetrieben wird und nicht erst ein Teil des Kontrastmittelvolumens den Injektionszylinder 4 und den Verbindungsschlauch 2 aufweitet. Ferner wird die interstationäre Phase bis zum Erreichen der gewählten Förderrate am Katheteraustritt auf ein Minimum verkürzt, so daß auch bei kleinen Injektionsvolumina eine rasche Anflutung von Kontrastmittel erzielt wird.For the injection process, the catheter 3 is inserted into the patient in such a way that the outlet opening of the catheter 3 is placed in the area of interest, for example, for angiography. The Luer lock connection of the inlet opening of the catheter is connected to the luer lock connection 10 of the outlet opening 9 of the check valve 1. The Luer lock connection 8 of the inlet opening 7 is connected to a Luer lock connection of a connecting hose, which in turn is connected at its other end to the outlet opening of the injection cylinder 4. After the venting, the contrast medium required for the angiography is located in the injection cylinder 4, the connecting tube 2 and the inlet opening 7 of the check valve 1. By means of a piston of the injector 6, pressure is now applied against the contrast medium located in the injection cylinder 4. The contrast medium transfers the pressure to the injection cylinder 4 and the connecting tube 2, causing them to expand. At the same time, the pressure that is applied by the contrast medium in the inlet opening 7 against the valve body 11 increases. If the pressure exceeds a certain value, for example 120 bar, the check valve 1 opens. At this point, the injection of the contrast medium via the catheter 3 into the patient begins. In the high-pressure injection system according to the invention, both the injection cylinder 4 and the connecting tube 2 are thus already in an expanded state at the start of the injection, so that the entire volume of contrast medium is expelled at the end of the catheter and not during the injection period, i.e. during the piston movement on the injector 6 only part of the contrast medium volume expands the injection cylinder 4 and the connecting tube 2. Furthermore, the interstationary phase is reduced to a minimum until the selected delivery rate at the catheter outlet is reached, so that a rapid flooding of contrast medium is achieved even with small injection volumes.
Ist genügend Kontrastmittel mit einer bestimmten Förderrate in dem Patienten injiziert worden, wird kein weiterer Druck vom Kolben des Injektors 6 gegen das Kontrastmittel aufgebracht. Zu diesem Zeitpunkt wirkt das Rückschlagventil 1 einem Abfallen des Druckes entgegen, in dem es sofort nach Unterschreiten des Injektionsdruckes schließt. Hierdurch wird verhindert, daß aufgrund einer Kontraktion des elastisch unter dem Druck des Kontrastmittels verformten Injektionszylinders 4 und des Verbindungsschlauches 2 weiter Kontrastmittel aus der Austrittsöffnung des Katheters 3 in den Patienten nachlaufen oder nachtropfen kann. Ferner wird durch das Rückschlagventil 1 bewirkt, daß der Injektionszylinder 4 und der Verbindungsschlauch 2 weiterhin im aufgeweiteten Zustand verbleiben. Dieses ist für einen weiteren, sich anschließenden Injektionsvorgang vorteilhaft. Ist das Rückschlagventil 1 in seinem geschlossenen Zustand und verhindert es dadurch ein Nachlaufen oder Nachtropfen von Kontrastmittel, werden die erforderlichen Röntgenaufnahmen durchgeführt. Die Bildqualität dieser Röntgenaufnahmen werden durch das erfindungsgeinäße Hochdruckinjektionssystem wesentlich verbessert, da sich keine Bildunschärfen durch die Bewegung des Kontrastmittels ergeben. Sind die erforderlichen Bilder aufgenommen, kann nochmals Kontrastmittel injiziert werden. Hierzu wird wieder der Druck auf das Kontrastmittel von dem Kolben des Injektors 6 erhöht, so daß beim Überschreiten des eingestellten Werts an dem Rückschlagventil 1 dieses öffnet und Kontrastmittel mit dem gewünschten Injektionsdruck in den Katheter 3 und von diesem in den Patienten injiziert wird. If enough contrast medium has been injected into the patient at a certain delivery rate, no further pressure is applied by the piston of the injector 6 against the contrast medium. At this time, the check valve 1 counteracts a drop in pressure by closing immediately after the injection pressure has fallen below. This prevents that due to a contraction of the injection cylinder 4, which is deformed elastically under the pressure of the contrast medium, and the connecting tube 2, further contrast medium runs out of the outlet opening of the catheter 3 into the patient or can drip. Furthermore, the check valve 1 causes the injection cylinder 4 and the connecting hose 2 to remain in the expanded state. This is advantageous for a further, subsequent injection process. If the check valve 1 is in its closed state and thereby prevents the contrast medium from running or dripping, the necessary x-rays are taken. The image quality of these X-ray images is significantly improved by the high-pressure injection system according to the invention, since there are no image blurs due to the movement of the contrast medium. Once the required images have been taken, contrast medium can be injected again. For this purpose, the pressure on the contrast medium is increased again by the piston of the injector 6, so that when the set value at the check valve 1 is exceeded, the check valve 1 opens and contrast medium is injected into the catheter 3 at the desired injection pressure and from there into the patient.

Claims

A N S P R U C H E EXPECTATIONS
1. Medizinisches Hochdruckinjektionssystem mit1. Medical high pressure injection system with
- einem Injektor (6)- an injector (6)
- einem Verbindungsschlauch (2), der mit seinem einen Ende mit dem Injektor (6) verbunden ist und mit seinem anderen Ende mit dem Eingang eines Überdruckventiles (1) verbunden ist, und - einem Katheter, der mit dem Ausgang des Überdruckventiles (1) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet,- A connecting tube (2), which is connected at one end to the injector (6) and at the other end to the inlet of a pressure relief valve (1), and - A catheter, which is connected to the outlet of the pressure relief valve (1) is connected, characterized in that
- daß das Überdruckventil (1) ein Übertreten von Injektionsmedium aus dem Verbindungsschlauch (2) in den Katheter (3) so lange verhindert, bis der vom Injektor (6) erzeugte Injektionsdruck einen Grenzwert überschreitet, unter dem die durch die Aufweitung bedingte Zunahme des Innenvolumens von Injektionszylinders (4) und Verbindungsschlauch (2) einen bestimmten Wert überschreitet.- That the pressure relief valve (1) prevents the transfer of injection medium from the connecting tube (2) into the catheter (3) until the injection pressure generated by the injector (6) exceeds a limit below which the increase in the internal volume caused by the expansion of injection cylinder (4) and connecting hose (2) exceeds a certain value.
2. Medizinisches Hochdruckinjektionssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Überdruckventil (1) beim Absinken des Injektionsdruckes unter den Grenzwert den Fluidstrom des Injektionsmediums von dem Verbindungsschlauch (2) in den Katheter (3) unterbricht und damit durch die Aufrechterhaltung eines Überdrucks die Kontraktion von Injektionszylinder (4) und Verbindungsschlauch (2) nach Injektionsende verhindert.2. Medical high-pressure injection system according to claim 1, characterized in that the pressure relief valve (1) interrupts the fluid flow of the injection medium from the connecting tube (2) into the catheter (3) when the injection pressure drops below the limit value and thus the contraction by maintaining an overpressure of injection cylinder (4) and connecting hose (2) prevented after the end of injection.
3. Medizinisches Hochdruckinjektionssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungs- bzw. Schließdruck des Überdruckventiles (1) an den Grenzwert des Injektionsdruckes anpaßbar ist.3. Medical high pressure injection system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the opening or closing pressure of the pressure relief valve (1) can be adapted to the limit value of the injection pressure.
4. Medizinisches Hochdruckinjektionssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Überdruckventil (1) ein Rückschlagventil ist.4. Medical high pressure injection system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the pressure relief valve (1) is a check valve.
5. Medizinisches Hochdruckinjektionssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlauföffnung (7) und/oder Ablauföffnung (9) des Überdruckventiles (1) einen Luer-Lock-Anschluß (8, 10) aufweist.5. Medical high-pressure injection system according to one of the preceding claims, characterized in that the inlet opening (7) and / or outlet opening (9) of the pressure relief valve (1) has a Luer lock connection (8, 10).
6. Medizinisches Hochdruckinjektionssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Überdruckventil (1) ein Einwegartikel ist. 6. Medical high-pressure injection system according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure relief valve (1) is a disposable item.
7. Verfahren zur medizinischen Hochdruckinjektion mittels eines Systems mit einem Injektor (6), einem Verbindungsschlauch (2), der mit seinem einen Ende mit dem Injektor (6) verbunden ist und mit seinem anderen Ende mit dem Eingang des Überdruckventiles (1) verbunden ist, und einem Katheter (3), der mit dem Ausgang des Überdruckventiles (1) verbunden ist, wobei das Verfahren durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist:7. Method for high pressure medical injection by means of a system with an injector (6), a connecting hose (2) which is connected at one end to the injector (6) and at the other end to the inlet of the pressure relief valve (1) , and a catheter (3) connected to the outlet of the pressure relief valve (1), the method being characterized by the following steps:
- Erhöhen eines Druckes gegen ein sich im Injektionszylinder (4) und Verbindungsschlauch (2) befindliches Injektionsmedium mittels des Injektors (6), bis der Druck einen Grenzwert überschreitet, unter dem die durch die Aufweitung bedingte Zunahme des Innenvolumens von Injektionszylinder (4) und Verbindungsschlauch (2) einen bestimmten Wert überschritten hat,- Increase a pressure against an injection medium located in the injection cylinder (4) and connecting hose (2) by means of the injector (6) until the pressure exceeds a limit below which the increase in the internal volume of the injection cylinder (4) and connecting hose caused by the expansion (2) has exceeded a certain value,
- Öffnen des Überdruckventiles (1), wenn der Druck des Injektionsmediums den Grenzwert überschritten hat,- opening the pressure relief valve (1) when the pressure of the injection medium has exceeded the limit value,
- Injizieren des Injektionsmediums in den Katheter (3), - Erniedrigen des Druckes gegen das Injektionsmedium, bis der Druck des Injektionsmediums den Grenzwert unterschreitet, und- injecting the injection medium into the catheter (3), - reducing the pressure against the injection medium until the pressure of the injection medium falls below the limit value, and
- Schließen des Überdruckventiles (1), wenn der Druck des Injektionsmediums den Grenzwert unterschritten hat. - Close the pressure relief valve (1) when the pressure of the injection medium has fallen below the limit.
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