EP2355696A1 - Optical measuring catheter for thermodilution measurement and pulse contour analysis - Google Patents

Optical measuring catheter for thermodilution measurement and pulse contour analysis

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Publication number
EP2355696A1
EP2355696A1 EP09782490A EP09782490A EP2355696A1 EP 2355696 A1 EP2355696 A1 EP 2355696A1 EP 09782490 A EP09782490 A EP 09782490A EP 09782490 A EP09782490 A EP 09782490A EP 2355696 A1 EP2355696 A1 EP 2355696A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
catheter
probe
arterial
catheter device
lumen
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP09782490A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Matthias Bohn
Oliver GÖDJE
Robert Herz
Stephan Joeken
Marcus Veeck
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pulsion Medical Systems SE
Original Assignee
Pulsion Medical Systems SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pulsion Medical Systems SE filed Critical Pulsion Medical Systems SE
Publication of EP2355696A1 publication Critical patent/EP2355696A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/021—Measuring pressure in heart or blood vessels
    • A61B5/0215—Measuring pressure in heart or blood vessels by means inserted into the body
    • A61B5/02154—Measuring pressure in heart or blood vessels by means inserted into the body by optical transmission
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/026—Measuring blood flow
    • A61B5/0261—Measuring blood flow using optical means, e.g. infrared light
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/026—Measuring blood flow
    • A61B5/0275—Measuring blood flow using tracers, e.g. dye dilution
    • A61B5/028—Measuring blood flow using tracers, e.g. dye dilution by thermo-dilution

Definitions

  • the invention relates to a catheter device for pressure and temperature measurement.
  • the invention relates to a catheter device for use in thermodilution measurement and pulse contour analysis.
  • Catheter devices for pressure or temperature measurement are known in various embodiments from the prior art.
  • the hemodynamic parameters are mainly characteristic volumes or volume flows, such as the cardiac output (CO), the global end-diastolic volume (GEDV) and the volume of extravascular lung water (EVLW).
  • CO cardiac output
  • GEDV global end-diastolic volume
  • EDLW extravascular lung water
  • Corresponding systems are commercially available and usually work with cold (i.e., a cooled bolus) as an indicator. In this case, a defined amount of cold liquid is injected into the subjects and recorded the temperature profile of the blood at another point of the cycle in the sequence via a thermoprobe.
  • systems for transpulmonary thermodilution measurement have established themselves on the market.
  • a thermistor i. a resistance temperature detector (RTD, Resistance Temperature Detector) is used.
  • RTDs are popular for their stability and high accuracy and have a largely linear measurement signal.
  • US 5,526,817 A describes a method for determining the state of circulatory filling by means of thermodilution.
  • the intra-thoracic intrathoracic level is assessed in order to assess a patient's condition, in particular global end-diastolic volume (GEDV), intrathoracic blood volume (ITBV), pulmonary blood volume (PBV), extravascular lung water volume (EVLW) and / or global heart function index (CFI) Thermal Volume (ITTV) and Pulmonary Thermovolume (PTV).
  • GEDV global end-diastolic volume
  • IBV intrathoracic blood volume
  • PBV pulmonary blood volume
  • EDLW extravascular lung water volume
  • CFI global heart function index
  • ITV Pulmonary Thermovolume
  • Pulse contour analysis is a method for the semi-invasive determination, in particular of cardiac output. It is from the shape of an arterial blood pressure curve through mathematical method calculates the stroke volume of the heart. The basis of this method is the extraction and clinically useful presentation of the information contained in the arterial blood pressure curve. The problem is the strong dependence on the quality of the pressure signal obtained.
  • hemodynamic parameters in particular of the cardiac output (CO)
  • CO cardiac output
  • the basic measure for the pulse contour analysis is a pressure approximately corresponding to the aortic pressure, which is continuously measured, for example, by means of an arterial catheter in a leg artery.
  • the determination of the blood pressure required for the pulse contour analysis usually takes place by means of adequately known membrane pressure transducers.
  • the pressure sensors known from the prior art are arranged at the proximal end of the respective catheter or a pressure hose attached thereto.
  • the liquid column in the catheter lumen transfers the arterial pressure to the membrane of the pressure sensor.
  • the catheter lumen In order to obtain accurate blood pressure measurements, the catheter lumen must have a minimum diameter in the catheter. As the luminal diameter decreases, pressure losses occur due to the friction forces on the lumen wall and due to the inlet pressure loss. To obtain the most accurate measurements possible from membrane pressure measurements with low pressure loss, the catheter requires a correspondingly dimensioned catheter lumen.
  • the friction of the blood fluid in the catheter lumen also causes damping, i. a reduction in the measured amplitude of the pressure fluctuations that occur.
  • the damping falsifies the pressure measurement, in particular with low pressure fluctuations, and causes a reduced signal-to-noise ratio. Further attenuation and measurement-impairing effects can be caused by air bubbles or outgassing.
  • thermodilution and pulse contouring methods are often combined.
  • such a thermodilution measurement can be used to calibrate the pulse contour method;
  • some parameters, such as the extravascular lung water are not accessible to the measurement by means of pulse contour analysis methods.
  • Pulse contour analysis offers the benefit of continuous measurement, whereas cold bolus injections can not, of course, be given continuously.
  • An apparatus for the combined use of thermodilution and pulse contouring methods is i.a. commercially available from PULSION Medical Systems AG under the name PiCCO.
  • thermodilution measurements impossible. Only by active suction of the blood u.U. Measured values are determined, but it is assumed that a falsification. Pressure and temperature measurements in the radial artery would have the advantage that for the medical staff the radial artery is usually more easily accessible to the patient than is the case, for example, in a puncture of the femoral artery.
  • the invention is therefore based on the object to provide a device for pressure and temperature measurement within the body of a living being, so that no more pressure equalization is required for zero pressure determination, a possible congestion is prevented even when used in smaller arteries, and the Signal quality for pulse contour analysis is improved.
  • the solution of the problem succeeds with the
  • the invention accordingly relates to a catheter device for pressure and / or temperature measurement, preferably combined pressure and temperature measurement.
  • the device has an arterial catheter with a intended intravascular and an intended extravascular part and an optical sensor unit for, preferably combined, pressure and / or temperature measurement at a measuring location at the distal end of the intended intravascular part or in the vicinity of the distal end of the intended intravascular portion of the catheter.
  • the optical sensor unit has a fiber-optic conductor which extends from the measuring location to a proximal port.
  • separate pressure and temperature sensor units may also be provided, preferably both optically, but alternatively also conventionally.
  • the combination of optical pressure measuring unit and temperature measurement by thermistor can be advantageous because the above-mentioned damping effects in the pressure measurement are reliably avoided, but for the temperature measurement on the experience of conventional measurements (calibration data, use of proven transducers, etc.) can be used ,
  • the combined pressure and temperature measurement according to the principle of Fabry-Perot interferometry.
  • the interferences are evaluated (for example, spectrometrically), which result from the deflection of a reflective membrane, which is mounted in front of the partially transparent mirrored fiber end.
  • the temperature and / or pressure measurement can also be carried out by means of a temperature-dependent or pressure-dependent luminescent element.
  • the sensor can also be designed as an optical sensor, as it is known from US 4,986,671.
  • the pressure is measured by reflected light from a convex surface whose curvature changes in response to a change in pressure at the tip of the sensor fiber.
  • the reflected light quantity correlates with the pressure against the surface on the sensor.
  • the sensor unit can also be designed as a self-measuring elastic fiber for temperature and pressure recording. Self-measuring elastic fibers are known, for example, from WO 2007/003876.
  • Temperature and pressure measurements can be detected in principle by means of a common optical element.
  • a two-fiber design in which the temperature is measured at the distal end of a sensor fiber and the pressure at the distal end of another sensor fiber.
  • the above measuring methods can also be combined with one another by means of interferometrically determined diaphragm deflection, membrane curvature, fiber deformation and luminescent elements.
  • the known from the prior art thermistors for temperature measurement are thus inventively replaced by the optical sensor, which fulfills the task of pressure measurement in the punctured artery in addition to the temperature measurement.
  • Another (pressure measuring) catheter lumen can thus be dispensed with or no longer have the diameter that is typical for the low-loss and low-pressure loss Pressure measurement would be required.
  • the catheter cross-section can thus be made smaller.
  • the measured values are measured in situ directly at the respective measuring location, ie in the vessel, by means of the thermodilution catheter device. A zero balance can be omitted.
  • the arterial catheter is designed as a radial catheter.
  • the catheter device on the intended intravascular part of the arterial catheter has an outer diameter of at most 1, 67 mm, more preferably at most 1, 5 mm.
  • the introduction of large-lumen catheters into the radial artery for pressure or temperature measurement is therefore avoided.
  • the catheter device further comprises an insertion aid, through which the arterial catheter is pushed.
  • the length of the introducer is matched to the length of the catheter, that by moving the introducer and the catheter relative to each other a positioning can be produced, in which the introducer is disposed completely proximal of the intended intravascular part of the catheter. The introducer is thus withdrawn as soon as the catheter is intended.
  • the length of the insertion of the catheter device is at most half the length of the arterial catheter.
  • the insertion of the catheter device is designed as a puncture cannula.
  • the small-lumen catheter After puncture on the radial artery, the small-lumen catheter is inserted through the hollow structure of the introducer to the desired length. After positioning the catheter in the artery, the introducer is removed from the patient so that the puncture site is not unnecessarily stressed.
  • the introducer and the arterial catheter of the catheter device are packaged together sterile.
  • This has the advantage that the combination of insertion aid and arterial catheter device can be hygienically applied by the medical staff on the patient with the least possible time expenditure. A "threading" of the catheter can be omitted.
  • the sensor unit is integrated in the arterial catheter. After insertion of the catheter into an artery, the sensor unit for Druckg. Temperature measurement without unnecessary insertion into a catheter lumen immediately ready for use. Also, the risk of infiltration of germs is reduced if no separate probe is inserted into a lumen.
  • the arterial catheter of the catheter device has a lumen, which connects a arranged at the distal end of the intended intravascular part or in the vicinity of the distal end intended intravascular part of the catheter opening with a proximal port.
  • a lumen may e.g. be used for taking blood samples or for injecting needed substances.
  • the sensor unit of the catheter device is designed as a probe insertable into a probe lumen of the arterial catheter.
  • a measuring probe can be inserted into a perhaps already lying for other reasons catheter.
  • connection Y-shaped design For insertion of the lumen probe into the catheter device, for example, a connection Y-shaped design is used.
  • the lumen probe is introduced via a branch at the port. After the catheter has been placed using the Seldinger technique, insert the probe into the probe lumen of the catheter.
  • the device according to the invention is, however, in principle not limited to insertion by means of Seldinger wire.
  • the probe can be fixed in a position defined relative to the probe lumen on the arterial catheter.
  • the necessary probe or insertion length is first determined.
  • the catheter device has a port that allows the delivery of the measuring probe into the catheter lumen. For example, using markings on the probe, set the appropriate length. Then the optical probe is fixed to the port. It is also possible to use a probe with fixedly connected to the probe fasteners, which give a given catheter length a predetermined position of the distal end of the probe. Probe and catheter must then be matched.
  • disposable closure means are provided for fixing the probe relative to the arterial catheter, which is not non-destructively releasable after fixing the probe. This additionally complicates the accidental Nachschieben or removing the probe.
  • the arterial catheter is designed einlumig.
  • the cross-sectional area of Probe lumen at least twice the cross-sectional area of the probe in the catheter device. For example, if necessary, blood samples can be taken across the lumen when the probe is lying down.
  • the arterial catheter on a separate lumen from the probe lumen, which connects a arranged at the distal end of the intended intravascular part or in the vicinity of the distal end of the intended intravascular portion of the catheter opening with another proximal port.
  • a lumen may e.g. be used for taking blood samples or for injecting needed substances.
  • a pressure hose for blood sampling can be connected.
  • a conventional pressure sensor can also be connected, for example for calibration or comparison measurements.
  • differently shaped coupling pieces may be provided on the catheter device in addition to the above-mentioned Y-shaped coupling piece.
  • a device for determining haemodynamic parameters comprises a catheter device of the above type and an evaluation unit connectable to the sensor unit, which is set up to calculate hemodynamic parameters using measurement signals obtained by means of the sensor unit.
  • the calculation can be carried out by means of known algorithms of thermodilution measurement and pulse contour analysis.
  • the device further comprises a central venous catheter with means for introducing a change in temperature in central venous blood, wherein the evaluation unit is adapted to implement in the calculation of at least one of the hemodynamic parameters, a calculation algorithm for transpulmonary Thermodilutions vide.
  • the means for introducing a temperature change into central venous blood comprises an injection channel.
  • the injection channel of the device comprises means for obtaining a measurement signal for determining an injection time, which can be connected to the evaluation unit.
  • the evaluation unit is set up to determine the injection time from the measurement signal.
  • Corresponding injection channels and methods are i.a. from US Pat. No. 6,491,640 and US Pat. No. 6,200,301.
  • the evaluation unit is set up to implement a pulse contour algorithm in the calculation of at least one of the hemodynamic parameters.
  • any variant of the invention described or indicated in the context of the present application may be particularly advantageous, depending on the economic and technical conditions in the individual case.
  • individual features of the described embodiments are interchangeable or can be combined with one another and with features known per se from the prior art.
  • FIG. 1a shows schematically an insertion aid of a catheter device according to the invention
  • FIG. 1b schematically shows an arterial catheter according to the invention with integrated sensor optics in an insertion aid
  • FIG. 2 a schematically shows a longitudinal section A-A (broken away) of the inventive arterial catheter from FIG. 2 b with a probe inserted into a probe lumen
  • FIG. 2b schematically shows a cross section B-B of the inventive arterial catheter of FIG. 2a with inserted probe
  • FIG. 2 d schematically shows the alternative coupling piece of the inventive arterial catheter in a spatial view, which is attached to an arterial catheter
  • FIG. 2e schematically shows a part of a similar coupling part of the inventive arterial catheter designed in a similar way to FIG. 2d, in a spatial view, FIG.
  • FIG. 3a schematically shows a longitudinal section AA of the inventive arterial catheter of FIG. 3b with integrated fiber optics
  • FIG. Fig. 3b shows schematically a cross section BB of the inventive arterial catheter of Fig. 3a with integrated fiber optics
  • Fig. 3c shows schematically a Koppiungs Fantasy at the proximal port of the inventive arterial catheter with integrated fiber optics of Fig. 3a and Fig. 3b, and
  • FIG. 3 d schematically shows an alternative cross section of an arterial catheter according to the invention, similar to FIG. 3 a.
  • Fig. 1a shows an insertion aid of a catheter device according to the invention.
  • the introducer is a hollow, short cannula 1.
  • An artery such as the radial artery, is punctured with the cannula 1 on the patient.
  • thermodilution catheter 2 After the puncture, the thermodilution catheter 2 is inserted into the cannula 1.
  • FIG. 1b schematically shows a catheter device according to the invention for obtaining measured data for pulse contour analysis and thermodilution measurement.
  • the catheter 2 can be positioned at the desired arterial site.
  • the short cannula 1 is removed from the artery and from the forearm of the patient and the catheter 2 is fixed at the site.
  • the free blood flow in the artery is not appreciably affected despite the catheter 2 incorporated into the artery with the integrated optic 3.
  • the actual measurement of the pressure and temperature profiles in the bloodstream can take place by means of the integrated sensor unit.
  • the actual, for example, based on the principle of a Fabry-Perot interferometer sensor element is attached to the distal tip of the integrated fiber optics 3.
  • Fig. 1c shows schematically a plug 4 of the invention
  • the plug 4 On the front side of the optical connector 4 is an opticalmaschineffflee 5, via which incoming and outgoing light to a second coupling connector (not shown) is forwarded.
  • the plug 4 has, for example, a clip-on mechanism 6 for receiving the second coupling plug.
  • the second coupling plug is formed as a counterpart to the coupling piece 4 and connected to a light source and a detector (both not shown), which latter converts the system response of the sensor element to the incident light into evaluable electrical signals.
  • a light source and a detector both not shown
  • An evaluation unit processes the electrical signals generated by the detector and calculates therefrom the pressure and temperature values or from the course of which the desired physiological parameters.
  • the determined via optical measuring methods pressure and Temperature profiles can be evaluated using the known thermodilution and pulse contour algorithms.
  • Light source and detector can be combined in an optical module, which can be integrated into a patient monitor or connected to a patient monitor.
  • the optical module can be designed so that its output signals correspond to the output signals of conventional pressure and temperature sensors.
  • the catheter device according to the invention can also be configured as a retrofit solution for conventional patient monitors.
  • Fig. 2a shows schematically a (broken away) longitudinal section A-A of the arterial
  • the probe 3 is guided during insertion through the catheter lumen 9 of the catheter 2.
  • the inserted probe 3 is so on the catheter
  • the measuring probe 3 exits from the catheter lumen 9.
  • Fig. 2b shows schematically a cross section B-B of the arterial catheter 2 of Fig. 2a with inserted probe 3.
  • the cross-sectional area of the catheter lumen 9 here corresponds to slightly more than twice the cross-sectional area of the inserted probe 3.
  • the probe optics or probe measurement technique corresponds to the catheter measurement technique described above.
  • Fig. 2c schematically shows a port of the arterial catheter 2 for insertion of the
  • the port is connected to a Y-shaped coupler 12.
  • the coupling piece 12 has in each case a connection point 13 and 14 in the longitudinal direction at its distal and proximal ends.
  • the proximal end of the catheter 2 introduced into the artery is connected.
  • the connection of a pressure hose 15, a syringe, a flushing device o.a. allows.
  • the pressure hose 15 is provided for taking blood or for conventional pressure measurement.
  • the connection points 13 and 14 may be formed, for example, each as a Luer lock adapter.
  • the longitudinally projecting branch 16 of the coupling piece 12 has a slot 18 for insertion of the lumen probe 3 into the catheter lumen 9.
  • the guide shaft 18 of the probe 3 to be inserted is indicated by dashed lines.
  • a flange 17 forms the conclusion of the projecting branch 16, to which in the actual technical implementation advantageously suitable connection means for stationary connection of the probe 3 are provided with the coupling piece 12.
  • the probe 3 may be glued into a connector, which is connectable to the coupling piece via a Luer-lock connection.
  • a clamping connection can be provided, which, however, is advantageously designed so that no clamping forces occur which could damage the probe 3.
  • This can be implemented by means of sufficiently large-area and elastic clamping body, which for Example, as a longitudinally reciprocally displaceable inner cone outer cone mating can be performed.
  • a clamping force limitation can be implemented by means of shearing or slipping elements (such as a torque wrench).
  • connection point 14 ago an arrangement is possible in which the probe 3 is introduced from the connection point 14 ago, and the branch 16 serves as a connection for a flushing or the like .
  • the probe from the outset firmly connected to the coupling piece 12, for example, glued in this are possible.
  • FIG. 2 d schematically shows a particularly simple alternative
  • the coupling piece 19 is in the form of an annular collar which is rotatable so that the opening 21 in the collar 19 covers an opening in the catheter 2, so that the probe 3 can be inserted into the catheter lumen 9.
  • the opening 21 may be e.g. be protected with a septum.
  • the wedge-shaped attachment 20 in Fig. 2e is to indicate schematically that the opening 21 of course need not necessarily be designed as a simple, possibly closed by a septum hole, but quite with a, as stylized implied, insertion aid 20 for the Probe 3 may be provided, further with fastening means for fixing the probe, closures or the like. More.
  • Fig. 3b of the inventive device of an arterial catheter 2 has a separate optical lumen 8, in which the fiber optic conductor 11 is firmly integrated.
  • the sensor optics 11 terminates substantially flush with the optical lumen 8, parallel to the optical lumen 8.
  • Fig. 3b shows schematically a cross section (along the section line B-B in Fig.
  • Fig. 3c shows schematically a coupling piece 12 of an example as shown in FIG.
  • the structure is similar to that in Fig. 2c as a Y-shaped coupling piece 12.
  • the coupling piece 12 has in the longitudinal direction at its distal and proximal end ⁇ each have a connection point 13 and 14 on. At the distal connection point 13 of the coupling piece 12, this is firmly connected to the proximal end of the catheter 2.
  • the connection point 14 of the coupling piece 12 is formed, for example, as a Luer lock adapter.
  • the optics 11 is integrated in the shaft 22 of the fiber optic conductor 11 in the form of a dashed line shown.
  • a plug 23 forms the end of the projecting branch 16 in order to be able to connect the light source and detector for the optical response signal of the sensor.
  • Fig. 3d shows a variant of the arterial catheter 2 of Fig. 3a with integrated fiber optics 11.
  • a semicircular catheter lumen 9 is provided adjacent to the optical lumen 8 of the catheter 2.

Abstract

The invention relates to a catheter device with an integrated fiber optic, in particular for use in thermodilution measurement and pulse contour analysis. The device comprises an arterial catheter (2) with a suitable intravascular part and a suitable extravascular part and an optical sensor unit for combined pressure and temperature measurement at a measurement location at the distal end of the suitable intravascular part or proximate to the distal end of the proper intravascular part of the catheter (2). The optical sensor unit comprises a fiber optic conductor (11) that runs from the measurement location to a proximal port.

Description

OPTISCHER MESS-KATHETER ZUR THERMODILUTIONS-MESSUNG UND PULSKONTURANALYSE OPTICAL MEASUREMENT CATHETER FOR THERMODILUTION MEASUREMENT AND PULSE CONTOUR ANALYSIS
[0001] Die Erfindung betrifft eine Kathetervorrichtung zur Druck- und Temperaturmessung. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Kathetervorrichtung zur Verwendung in der Thermodilutionsmessung und der Pulskonturanalyse.The invention relates to a catheter device for pressure and temperature measurement. In particular, the invention relates to a catheter device for use in thermodilution measurement and pulse contour analysis.
[0002] Kathetervorrichtungen zur Druck- bzw. Temperaturmessung sind in verschiedenen Ausführungsformen aus dem Stand der Technik bekannt.Catheter devices for pressure or temperature measurement are known in various embodiments from the prior art.
[0003] Vorrichtungen zur Bestimmung hämodynamischer Parameter aus einer mittels invasiver Messungen gewonnenen Dilutionskurve sind insbesondere in der Intensivmedizin weit verbreitet. Bei den hämodynamischen Parametern handelt es sich dabei vor allem um charakteristische Volumina bzw. Volumenströme, wie etwa das Herzeitvolumen (Cardiac Output, CO), das globale enddiastolische Volumen (GEDV) und das Volumen des extravasalen Lungenwassers (EVLW). Entsprechende Systeme sind kommerziell verfügbar und arbeiten meist mit Kälte (i.e. einem gekühlten Bolus) als Indikator. Dabei wird eine definierte Menge an kalter Flüssigkeit in den Probanden injiziert und der Temperaturverlauf des Blutes an anderer Stelle des Kreislaufs in der Folge über eine Thermosonde aufgezeichnet. Neben den verbreiteten Rechtsherzkathetersystemen, mit welchen Thermodilutionsmessungen in der Lungenarterie als Messort durchgeführt werden, haben sich Systeme zur transpulmonalen Thermodilutionsmessung auf dem Markt etabliert.Devices for the determination of hemodynamic parameters from a dilution curve obtained by means of invasive measurements are widespread, especially in intensive care medicine. The hemodynamic parameters are mainly characteristic volumes or volume flows, such as the cardiac output (CO), the global end-diastolic volume (GEDV) and the volume of extravascular lung water (EVLW). Corresponding systems are commercially available and usually work with cold (i.e., a cooled bolus) as an indicator. In this case, a defined amount of cold liquid is injected into the subjects and recorded the temperature profile of the blood at another point of the cycle in the sequence via a thermoprobe. In addition to the widely used right-heart catheter systems, which are used to measure thermodilutions in the pulmonary artery, systems for transpulmonary thermodilution measurement have established themselves on the market.
[0004] Zur Temperaturmessung bei Thermodilutionsverfahren wird in der Regel ein Thermistor, d.h. ein Widerstandstemperatursensor (RTD, Resistance Temperature Detector) verwendet. RTDs sind aufgrund ihrer Stabilität und der großen Genauigkeit beliebt und weisen ein weitestgehend lineares Messignal auf.For temperature measurement in thermodilution processes, a thermistor, i. a resistance temperature detector (RTD, Resistance Temperature Detector) is used. RTDs are popular for their stability and high accuracy and have a largely linear measurement signal.
[0005] Verfahren und Vorrichtungen zur transpulmonalen Thermodilutionsmessung sind unter anderem in US 5,526,817 A und US 6,394,961 B1 sowie darin genannter Literatur offenbart.Methods and apparatus for transpulmonary thermodilution measurement are disclosed inter alia in US 5,526,817 A and US 6,394,961 B1 and literature mentioned therein.
[0006] US 5,526,817 A beschreibt ein Verfahren zum Bestimmen des Kreislauffüllungszustandes mittels Thermodilution. Dabei wird zur Beurteilung des Keislauffüllungszustandes eines Patienten, insbesondere des globalen enddiastolischen Volumens (GEDV), des intrathorakalen Blutvolumens (ITBV), des pulmonalen Blutvolumens (PBV), des extravasalen Lungenwasservolumens (EVLW) und/oder des globalen Herzfunktionsindex (CFI), das intrathorakale Thermovolumen (ITTV) und das pulmonale Thermovolumen (PTV) bestimmt.US 5,526,817 A describes a method for determining the state of circulatory filling by means of thermodilution. In this context, the intra-thoracic intrathoracic level is assessed in order to assess a patient's condition, in particular global end-diastolic volume (GEDV), intrathoracic blood volume (ITBV), pulmonary blood volume (PBV), extravascular lung water volume (EVLW) and / or global heart function index (CFI) Thermal Volume (ITTV) and Pulmonary Thermovolume (PTV).
[0007] Die Pulskonturanalyse ist ein Verfahren zur semiinvasiven Bestimmung insbesondere des Herzzeitvolumens. Dabei wird aus der Form einer arteriellen Blutdruckkurve durch mathematische Verfahren das Schlagvolumen des Herzens berechnet. Grundlage dieses Verfahrens ist die Extraktion und klinisch nutzbare Darstellung der in der arteriellen Blutdruckkurve enthaltenen Informationen. Problematisch ist die starke Abhängigkeit von der Qualität des erhaltenen Drucksignals.Pulse contour analysis is a method for the semi-invasive determination, in particular of cardiac output. It is from the shape of an arterial blood pressure curve through mathematical method calculates the stroke volume of the heart. The basis of this method is the extraction and clinically useful presentation of the information contained in the arterial blood pressure curve. The problem is the strong dependence on the quality of the pressure signal obtained.
[0008] Die Bestimmung hämodynamischer Parameter, insbesondere des Herzzeitvolumens (CO), mittels Pulskonturanalyse auf Basis eines nichtlinearen Windkesselmodells ist in DE 198 14 371 A1 sowie darin aufgeführter weiterführender Literatur ausführlich beschrieben. Die grundlegende Messgröße für die Pulskonturanalyse ist ein dem Aortendruck näherungsweise entsprechender Druck, welcher beispielsweise mittels eines arteriellen Katheters in einer Beinarterie fortlaufend gemessen wird.The determination of hemodynamic parameters, in particular of the cardiac output (CO), by means of pulse contour analysis based on a non-linear model of windkettle is described in detail in DE 198 14 371 A1 and further literature cited therein. The basic measure for the pulse contour analysis is a pressure approximately corresponding to the aortic pressure, which is continuously measured, for example, by means of an arterial catheter in a leg artery.
[0009] Wesentliche Größen bei der Bestimmung hämodynamischer Parameter ausgehend von der Funktion P(t), d.h. dem zeitlichen Verlauf des dem Aortendruck näherungsweise entsprechenden Drucksignals, sind insbesondere der systemische Gefäßwiderstand (Systemic Vascular Resistance, SVR) sowie ferner auch die sogenannte Compliance (C). Ersterer wird anschaulich als Durchströmungswiderstand des Gefäßsystems des großen Kreislaufs verstanden, letztere als Nachgiebigkeit im Bereich der Aorta. In einem Ersatzschaltbild lassen sich diese Größen als Widerstand und Kapazität darstellen. Insbesondere bei älteren Ansätzen wird die Compliance mitunter vernachlässigt.Significant quantities in the determination of hemodynamic parameters from the function P (t), i. E. the temporal course of the aortic pressure approximately corresponding pressure signal, in particular the systemic vascular resistance (SVR) and also also the so-called compliance (C). The former is clearly understood as a flow resistance of the vascular system of the large circulatory system, the latter as compliance in the area of the aorta. In an equivalent circuit, these quantities can be represented as resistance and capacitance. Especially with older approaches, compliance is sometimes neglected.
[0010] Die für die Pulskonturanalyse erforderliche Bestimmung des Blutdrucks erfolgt meist mittels hinlänglich bekannter Membrandruckaufnehmer.The determination of the blood pressure required for the pulse contour analysis usually takes place by means of adequately known membrane pressure transducers.
[0011] Die aus dem Stand der Technik bekannten Drucksensoren sind am proximalen Ende des jeweiligen Katheters bzw. eines daran angebrachten Druckschlauchs angeordnet. Dabei überträgt die Flüssigkeitssäule im Katheterlumen den arteriellen Druck an die Membran des Drucksensors.The pressure sensors known from the prior art are arranged at the proximal end of the respective catheter or a pressure hose attached thereto. The liquid column in the catheter lumen transfers the arterial pressure to the membrane of the pressure sensor.
[0012] Um genaue Messwerte des Blutdrucks zu erhalten, muss das Katheterlumen einen Mindestdurchmesser im Katheter aufweisen. Bei sich verringerndem Lumendurchmesser entstehen Druckverluste aufgrund der auftretenden Reibungskräfte an der Lumenwand und aufgrund des Einlaufdruckverlusts. Um möglichst exakte Messwerte aus Membrandruckmessungen mit geringem Druckverlust zu erhalten, erfordert der Katheter ein dementsprechend dimensioniertes Katheterlumen. Die Reibung der Blutflüssigkeit im Katheterlumen bewirkt auch eine Dämpfung, d.h. eine Verringerung der gemessenen Amplitude der auftretenden Druckschwankungen. Die Dämpfung verfälscht insbesondere bei geringen Druckschwankungen die Druckmessung und bedingt einen verringerten Signal-Rausch- Abstand. Weitere Dämpfungs- und die Messung beeinträchtigende Effekte können durch Lufteinschlüsse oder Ausgasungen entstehen.In order to obtain accurate blood pressure measurements, the catheter lumen must have a minimum diameter in the catheter. As the luminal diameter decreases, pressure losses occur due to the friction forces on the lumen wall and due to the inlet pressure loss. To obtain the most accurate measurements possible from membrane pressure measurements with low pressure loss, the catheter requires a correspondingly dimensioned catheter lumen. The friction of the blood fluid in the catheter lumen also causes damping, i. a reduction in the measured amplitude of the pressure fluctuations that occur. The damping falsifies the pressure measurement, in particular with low pressure fluctuations, and causes a reduced signal-to-noise ratio. Further attenuation and measurement-impairing effects can be caused by air bubbles or outgassing.
[0013] Bei der Drucksensormessung wird der hydrostatische Druck zwischen der proximal angeordneten Druckmessmembran und der Höhe des distalen Katheterendes mit gemessen und muss daher herauskorrigiert werden. Dies erfordert einen Nullabgleich. Eine Beeinträchtigung der Messwerte ergibt sich dann, wenn sich der Körperteil, an dem die Kathetervorrichtung fixiert ist, und die Drucksensoreinheit in ihrer relativen Höhe zueinander verlagern. Abhilfe kann die Erfassung der Höhendifferenz zwischen der relativen Lage des Patienten und der Messeinheit oder eine Wiederholung des Nullabgieichs schaffen.In the pressure sensor measurement, the hydrostatic pressure between the proximal arranged pressure measuring membrane and the height of the distal catheter end with measured and must therefore be corrected out. This requires a zero balance. An impairment of the measured values results when the body part to which the catheter device is fixed and the pressure sensor unit shift relative to each other in their relative height. A remedy may be the detection of the height difference between the relative position of the patient and the measuring unit or a repetition of Nullabgge.
[0014] Thermodilutions- und Pulskonturverfahren werden oft kombiniert. Zum einen kann so eine Thermodilutionsmessung zur Kalibrierung des Pulskonturverfahrens herangezogen werden, zum anderen sind manche Parameter, wie etwa das extravasale Lungenwasser, der Messung mittels Pulskonturanalyseverfahren nicht zugänglich. Die Pulskonturanalyse bietet den Vorzug einer kontinuierlichen Messung, wohingegen kalte Bolusinjektionen selbstredend nicht fortlaufend gegeben werden können. Eine Vorrichtung zum kombinierten Einsatz von Thermodilutions- und Pulskonturverfahren ist u.a. von der PULSION Medical Systems AG unter der Bezeichnung PiCCO kommerziell erhältlich.Thermodilution and pulse contouring methods are often combined. On the one hand, such a thermodilution measurement can be used to calibrate the pulse contour method; on the other hand, some parameters, such as the extravascular lung water, are not accessible to the measurement by means of pulse contour analysis methods. Pulse contour analysis offers the benefit of continuous measurement, whereas cold bolus injections can not, of course, be given continuously. An apparatus for the combined use of thermodilution and pulse contouring methods is i.a. commercially available from PULSION Medical Systems AG under the name PiCCO.
[0015] Nach dem Stand der Technik ist es grundsätzlich möglich, die für Thermodilutions- und Pulskonturverfahren erforderlichen Druck- und Temperaturmessungen mittels Katheter in größeren Gefäßen durchzuführen. In der Regel sind dies kombinierte Druck-/Temperaturmesskatheter mit einem integrierten Thermistor und einem Drucklumen zum Anschluss an einen Drucksensor. Für kleinere Gefäße wie die Arteria radialis gilt dies nur eingeschränkt: Während ein für die Pulskonturanalyse brauchbares Signal durchaus noch aus der Arteria radialis gewonnen werden kann, ist es kaum möglich, Thermodilutionsmessungen in der Radialarterie oder anderen kleinen Arterien mittels herkömmlicher Katheter über einen längeren Zeitraum hinweg durchzuführen. Nach Einbringen eines herkömmlichen Katheters in die Radialarterie kommt es häufig zu langandauernden Gefäßkontraktionen und damit zum (annähernden) Stopp des Blutflusses in der Arterie. Die Unterbrechung des Blutflusses macht Thermodilutionsmessungen unmöglich. Lediglich durch aktives Absaugen des Blutes können u.U. Messwerte ermittelt werden, wobei jedoch von einer Verfälschung auszugehen ist. Druck- und Temperaturmessungen in der Arteria radialis hätte den Vorteil, dass für das medizinische Personal die Arteria radialis am Patienten meist leichter zugänglich ist, als das beispielsweise bei einer Punktion der Arteria femoralis gegeben ist.According to the prior art, it is basically possible to perform the required for Thermodilutions- and Pulskonturverfahren pressure and temperature measurements by catheter in larger vessels. These are usually combined pressure / temperature measuring catheters with an integrated thermistor and a pressure lumen for connection to a pressure sensor. For smaller vessels such as the radial artery, this applies only to a limited extent: while a signal useful for pulse contour analysis can still be obtained from the radial artery, it is hardly possible to carry out thermodilution measurements in the radial or other small arteries using conventional catheters over an extended period of time perform. After insertion of a conventional catheter into the radial artery, there are often long-lasting vascular contractions and thus the (approximate) stop of the blood flow in the artery. The interruption of blood flow makes thermodilution measurements impossible. Only by active suction of the blood u.U. Measured values are determined, but it is assumed that a falsification. Pressure and temperature measurements in the radial artery would have the advantage that for the medical staff the radial artery is usually more easily accessible to the patient than is the case, for example, in a puncture of the femoral artery.
[0016] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Druck- und Temperaturmessung innerhalb des Körpers eines Lebewesens bereitzustellen, so dass zur Druckbestimmung möglichst kein Nullabgleich mehr erforderlich ist, ein möglicher Blutstau auch beim Einsatz in kleineren Arterien unterbunden wird, und die Signalqualität für die Pulskonturanalyse verbessert wird.The invention is therefore based on the object to provide a device for pressure and temperature measurement within the body of a living being, so that no more pressure equalization is required for zero pressure determination, a possible congestion is prevented even when used in smaller arteries, and the Signal quality for pulse contour analysis is improved.
[0017] Nach einem Aspekt der Erfindung gelingt die Lösung der Aufgabe mit derAccording to one aspect of the invention, the solution of the problem succeeds with the
Vorrichtung gemäß Anspruch 1. Weitere Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen wiedergegeben. [0018] Die Erfindung betrifft demnach eine Kathetervorrichtung zur Druck- und/oder Temperaturmessung, vorzugsweise kombinierten Druck- und Temperaturmessung. Dabei weist die Vorrichtung einen arteriellen Katheter mit einem bestimmungsgemäß intravasalen und einem bestimmungsgemäß extravasalen Teil sowie eine optische Sensoreinheit zur, vorzugsweise kombinierten, Druck- und/oder Temperaturmessung an einem Messort am distalen Ende des bestimmungsgemäß intravasalen Teils oder in der Nähe des distalen Endes des bestimmungsgemäß intravasalen Teils des Katheters auf. Dabei weist die optische Sensoreinheit einen faseroptischen Leiter auf, welcher vom Messort zu einem proximalen Port verläuft. Anstelle der bevorzugten kombinierten Druck-ΛTemperaturmesseinheit können gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform auch separate Druck- und Temperatursensoreinheiten vorgesehen sein, vorzugsweise beide optisch, alternativ aber auch eine konventionell. Insbesondere die Kombination aus optischer Druckmesseinheit und Temperaturmessung per Thermistor kann vorteilhaft sein, da hier die oben aufgeführten Dämpfungseffekte bei der Druckmessung zuverlässig vermieden werden, für die Temperaturmessung jedoch auf die Erfahrungen aus herkömmlichen Messungen (Kalibrierdaten, Verwendung bewährter Messumformer etc.) weiter genutzt werden können.Apparatus according to claim 1. Further embodiments are given in the subclaims. The invention accordingly relates to a catheter device for pressure and / or temperature measurement, preferably combined pressure and temperature measurement. In this case, the device has an arterial catheter with a intended intravascular and an intended extravascular part and an optical sensor unit for, preferably combined, pressure and / or temperature measurement at a measuring location at the distal end of the intended intravascular part or in the vicinity of the distal end of the intended intravascular portion of the catheter. In this case, the optical sensor unit has a fiber-optic conductor which extends from the measuring location to a proximal port. Instead of the preferred combined pressure / temperature measuring unit, according to a further advantageous embodiment, separate pressure and temperature sensor units may also be provided, preferably both optically, but alternatively also conventionally. In particular, the combination of optical pressure measuring unit and temperature measurement by thermistor can be advantageous because the above-mentioned damping effects in the pressure measurement are reliably avoided, but for the temperature measurement on the experience of conventional measurements (calibration data, use of proven transducers, etc.) can be used ,
[0019] Insbesondere eignet sich für die Umsetzung der Erfindung die kombinierte Druck- und Temperaturmessung nach dem Prinzip der Fabry-Perot-Interferometrie. Hierbei werden die Interferenzen ausgewertet (beispielsweise spektrometrisch), welche sich aus der Auslenkung einer reflektierenden Membran ergeben, die vor dem teildurchlässig verspiegelten Faserende angebracht ist. Die Temperatur- und/oder Druckmessung kann auch mittels eines temperatur- bzw. druckabhängig lumineszierenden Elements erfolgen. Der Sensor kann auch als optischer Sensor ausgebildet sein, wie er aus US 4,986,671 bekannt ist. Der Druck wird mittels reflektiertem Licht von einer konvexen Fläche, deren Krümmung sich als Antwort auf eine Änderung des Drucks verändert, an der Spitze der Sensorfaser gemessen. Dabei korreliert die reflektierte Lichtmenge mit dem Druck gegen die Fläche am Sensor. Die Sensoreinheit kann ferner auch als eine selbstmessende elastische Faser zur Temperatur- und Druckaufnahme ausgeführt sein. Selbstmessende elastische Fasern sind beispielsweise aus der WO 2007/003876 bekannt.In particular, is suitable for the implementation of the invention, the combined pressure and temperature measurement according to the principle of Fabry-Perot interferometry. Here, the interferences are evaluated (for example, spectrometrically), which result from the deflection of a reflective membrane, which is mounted in front of the partially transparent mirrored fiber end. The temperature and / or pressure measurement can also be carried out by means of a temperature-dependent or pressure-dependent luminescent element. The sensor can also be designed as an optical sensor, as it is known from US 4,986,671. The pressure is measured by reflected light from a convex surface whose curvature changes in response to a change in pressure at the tip of the sensor fiber. The reflected light quantity correlates with the pressure against the surface on the sensor. The sensor unit can also be designed as a self-measuring elastic fiber for temperature and pressure recording. Self-measuring elastic fibers are known, for example, from WO 2007/003876.
[0020] Temperatur- und Druckmessungen können grundsätzlich mittels eines gemeinsamen optischen Elements erfasst werden. Es ist aber auch beispielsweise eine zweifaserige Ausbildung möglich, bei welcher am distalen Ende einer Sensorfaser die Temperatur und am distalen Ende einer weiteren Sensorfaser der Druck gemessen wird. Somit sind auch obige Messverfahren mittels interferometrisch bestimmter Membranauslenkung, Membrankrümmung, Faserverformung und lumineszierender Elemente miteinander kombinierbar.Temperature and pressure measurements can be detected in principle by means of a common optical element. However, it is also possible, for example, a two-fiber design in which the temperature is measured at the distal end of a sensor fiber and the pressure at the distal end of another sensor fiber. Thus, the above measuring methods can also be combined with one another by means of interferometrically determined diaphragm deflection, membrane curvature, fiber deformation and luminescent elements.
[0021] Die aus dem Stand der Technik bekannten Thermistoren zur Temperaturmessung werden somit erfindungsgemäß durch den optischen Sensor ersetzt, der neben der Temperaturmessung die Aufgabe der Druckmessung in der punktierten Arterie erfüllt. Ein weiteres (Druckmess-)Katheterlumen kann somit entfallen oder muss nicht mehr den Durchmesser aufweisen, der für die dämpfungs- und druckverlustarme herkömmliche Druckmessung erforderlich wäre. Der Katheterquerschnitt kann somit kleiner ausgeführt werden.The known from the prior art thermistors for temperature measurement are thus inventively replaced by the optical sensor, which fulfills the task of pressure measurement in the punctured artery in addition to the temperature measurement. Another (pressure measuring) catheter lumen can thus be dispensed with or no longer have the diameter that is typical for the low-loss and low-pressure loss Pressure measurement would be required. The catheter cross-section can thus be made smaller.
[0022] Im Gegensatz zur Blutdruckmessung mittels externer Drucksensormesseinheit werden die Messwerte erfindungsgemäß mittels der Thermodilutionskathetervorrichtung in situ direkt am jeweiligen Messort, also im Gefäß gemessen. Ein Nullabgleich kann so entfallen.In contrast to blood pressure measurement by means of an external pressure sensor measuring unit, according to the invention, the measured values are measured in situ directly at the respective measuring location, ie in the vessel, by means of the thermodilution catheter device. A zero balance can be omitted.
[0023] Vorzugsweise ist der arterielle Katheter als Radialis-Katheter ausgebildet.Preferably, the arterial catheter is designed as a radial catheter.
[0024] Vorzugsweise weist die Kathetervorrichtung am bestimmungsgemäß intravasalen Teil des arteriellen Katheters einen Außendurchmesser von höchstens 1 ,67 mm, besonders bevorzugt höchstens 1 ,5 mm auf. Das Einbringen großlumiger Katheter in die Arteria radialis zur Druck- bzw. Temperaturmessung wird daher vermieden. Es stehen nun vielmehr kleinlumige Katheter mit integrierten optischen Druck- und Temperatursensoren zur Verfügung, die viel dünner als herkömmliche Messkatheter sind. Die einhergehende Beeinträchtigung des Blutflusses in der der Arterie nach erfolgter Punktion ist somit deutlich geringer als bei üblichen Kathetern.Preferably, the catheter device on the intended intravascular part of the arterial catheter has an outer diameter of at most 1, 67 mm, more preferably at most 1, 5 mm. The introduction of large-lumen catheters into the radial artery for pressure or temperature measurement is therefore avoided. There are now rather small-lumen catheters with integrated optical pressure and temperature sensors available, which are much thinner than conventional measuring catheters. The accompanying impairment of the blood flow in the artery after puncture is thus significantly lower than in conventional catheters.
[0025] Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung weist die Kathetervorrichtung ferner eine Einführhilfe auf, durch welche der arterielle Katheter durchschiebbar ist. Die Länge der Einführhilfe ist dabei so auf die Länge des Katheters abgestimmt, dass durch Verschieben der Einführhilfe und des Katheters relativ zueinander eine Positionierung herstellbar ist, in welcher die Einführhilfe vollständig proximal vom bestimmungsgemäß intravasalen Teil des Katheters angeordnet ist. Die Einführhilfe ist somit herausziehbar, sobald der Katheter bestimmungsgemäß liegt.According to an advantageous development, the catheter device further comprises an insertion aid, through which the arterial catheter is pushed. The length of the introducer is matched to the length of the catheter, that by moving the introducer and the catheter relative to each other a positioning can be produced, in which the introducer is disposed completely proximal of the intended intravascular part of the catheter. The introducer is thus withdrawn as soon as the catheter is intended.
[0026] Vorzugsweise beträgt die Länge der Einführhilfe der Kathetervorrichtung höchstens die Hälfte der Länge des arteriellen Katheters.Preferably, the length of the insertion of the catheter device is at most half the length of the arterial catheter.
[0027] Besonders bevorzugt ist die Einführhilfe der Kathetervorrichtung als Punktionskanüle ausgebildet.Particularly preferably, the insertion of the catheter device is designed as a puncture cannula.
[0028] Nach erfolgter Punktion an der Radialarterie wird der kleinlumige Katheter durch die hohle Struktur der Einführhilfe bis zur gewünschten Länge eingeführt. Nach der Positionierung des Katheters in der Arterie wird die Einführhilfe wieder aus dem Patienten entfernt, damit die Punktionsstelle nicht unnötig beansprucht wird.After puncture on the radial artery, the small-lumen catheter is inserted through the hollow structure of the introducer to the desired length. After positioning the catheter in the artery, the introducer is removed from the patient so that the puncture site is not unnecessarily stressed.
[0029] Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung sind die Einführhilfe und der arterielle Katheter der Kathetervorrichtung gemeinsam steril verpackt. Dies hat den Vorteil, dass die Kombination aus Einführhilfe und arteriellen Kathetervorrichtung vom medizinische Personal am Patienten mit geringst möglichem Zeitaufwand hygienisch applizierbar ist. Ein „Einfädeln" des Katheters kann entfallen. [0030] Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Sensoreinheit in den arteriellen Katheter integriert. Nach Einführen des Katheters in eine Arterie ist die Sensoreinheit zur Druckbzw. Temperaturmessung ohne unnötiges Einführen in ein Katheterlumen sofort einsatzbereit. Auch die Gefahr der Einschleusung von Keimen verringert sich, wenn keine separate Sonde in ein Lumen eingeführt wird.According to an advantageous development, the introducer and the arterial catheter of the catheter device are packaged together sterile. This has the advantage that the combination of insertion aid and arterial catheter device can be hygienically applied by the medical staff on the patient with the least possible time expenditure. A "threading" of the catheter can be omitted. According to an advantageous embodiment, the sensor unit is integrated in the arterial catheter. After insertion of the catheter into an artery, the sensor unit for Druckbzw. Temperature measurement without unnecessary insertion into a catheter lumen immediately ready for use. Also, the risk of infiltration of germs is reduced if no separate probe is inserted into a lumen.
[0031] Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung weist der arterielle Katheter der Kathetervorrichtung ein Lumen auf, welches eine am distalen Ende des bestimmungsgemäß intravasalen Teils oder in der Nähe des distalen Endes bestimmungsgemäß intravasalen Teils des Katheters angeordnete Öffnung mit einem proximalen Port verbindet. Ein solches Lumen kann z.B. zur Entnahme von Blutproben oder zur Injektion benötigter Stoffe genutzt werden.According to an advantageous embodiment, the arterial catheter of the catheter device has a lumen, which connects a arranged at the distal end of the intended intravascular part or in the vicinity of the distal end intended intravascular part of the catheter opening with a proximal port. Such a lumen may e.g. be used for taking blood samples or for injecting needed substances.
[0032] Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist die Sensoreinheit der Kathetervorrichtung als in ein Sondenlumen des arteriellen Katheters einschiebbare Sonde ausgeführt. So kann eine Mess-Sonde in einen vielleicht bereits aus anderen Gründen liegenden Katheter eingeführt werden.According to an alternative embodiment, the sensor unit of the catheter device is designed as a probe insertable into a probe lumen of the arterial catheter. Thus, a measuring probe can be inserted into a perhaps already lying for other reasons catheter.
[0033] Zum Einführen der Lumensonde in die Kathetervorrichtung wird beispielsweise ein Anschluss Y-förmiger Bauart verwendet. Über einen Abzweig am Port wird die Lumensonde eingeführt. Nachdem der Katheter nach der Seldinger-Technik gelegt worden ist, ist die Sonde ins Sondenlumen des Katheters einzuführen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist aber grundsätzlich nicht auf das Einführen mittels Seldinger-Draht beschränkt.For insertion of the lumen probe into the catheter device, for example, a connection Y-shaped design is used. The lumen probe is introduced via a branch at the port. After the catheter has been placed using the Seldinger technique, insert the probe into the probe lumen of the catheter. The device according to the invention is, however, in principle not limited to insertion by means of Seldinger wire.
[0034] Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Sonde in einer relativ zum Sondenlumen definierten Position am arteriellen Katheter fixierbar. Durch entsprechende Fixierung der Sonde wird vermieden, dass versehentlich diese vom Messort weggezogen wird. Ferner wird vermieden, dass durch Nachschieben der Sonde kontaminierende Keime eingeschleust werden. Zum Einführen der Sonde in das Katheterlumen wird zunächst die nötige Sonden- bzw. Einführlänge bestimmt. Die Kathetervorrichtung weist einen Port auf, der die Zuführung der Mess-Sonde in das Katheterlumen erlaubt. Bespielsweise anhand von Markierungen auf der Sonde ist die passende Länge einzustellen. Anschließend wird die optische Sonde am Port fixiert. Möglich ist auch die Verwendung einer Sonde mit fest mit der Sonde verbundenen Befestigungsmitteln, welche bei gegebener Katheterlänge eine vorbestimmte Position des distalen Sondenendes ergeben. Sonde und Katheter müssen dann aufeinander abgestimmt sein.According to an advantageous development, the probe can be fixed in a position defined relative to the probe lumen on the arterial catheter. By appropriate fixation of the probe is avoided that accidentally pulled away from the site. Furthermore, it is avoided that contaminating germs are introduced by pushing the probe. To insert the probe into the catheter lumen, the necessary probe or insertion length is first determined. The catheter device has a port that allows the delivery of the measuring probe into the catheter lumen. For example, using markings on the probe, set the appropriate length. Then the optical probe is fixed to the port. It is also possible to use a probe with fixedly connected to the probe fasteners, which give a given catheter length a predetermined position of the distal end of the probe. Probe and catheter must then be matched.
[0035] Vorzugsweise sind zur Fixierung der Sonde relativ zum arteriellen Katheter Einmal- Verschlussmittel vorgesehen, welche nach Fixierung der Sonde nicht zerstörungsfrei lösbar ist. Dies erschwert zusätzlich das versehentliche Nachschieben oder Entfernen der Sonde.Preferably, disposable closure means are provided for fixing the probe relative to the arterial catheter, which is not non-destructively releasable after fixing the probe. This additionally complicates the accidental Nachschieben or removing the probe.
[0036] Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist der arterielle Katheter einlumig ausgeführt.According to an advantageous development of the arterial catheter is designed einlumig.
[0037] Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung beträgt die Querschnittsfläche des Sondenlumens zumindest das Doppelte der Querschnittsfläche der Sonde in der Kathetervorrichtung. So können bei liegender Sonde bei Bedarf beispielsweise Blutproben über das Lumen entnommen werden.According to an advantageous development, the cross-sectional area of Probe lumen at least twice the cross-sectional area of the probe in the catheter device. For example, if necessary, blood samples can be taken across the lumen when the probe is lying down.
[0038] Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung weist der arterielle Katheter ein vom Sondenlumen getrenntes Lumen auf, welches eine am distalen Ende des bestimmungsgemäß intravasalen Teils oder in der Nähe des distalen Endes des bestimmungsgemäß intravasalen Teils des Katheters angeordnete Öffnung mit einem weiteren proximalen Port verbindet. Ein solches Lumen kann z.B. zur Entnahme von Blutproben oder zur Injektion benötigter Stoffe genutzt werden.According to an advantageous development, the arterial catheter on a separate lumen from the probe lumen, which connects a arranged at the distal end of the intended intravascular part or in the vicinity of the distal end of the intended intravascular portion of the catheter opening with another proximal port. Such a lumen may e.g. be used for taking blood samples or for injecting needed substances.
[0039] Zusätzlich zur eingeführten optischen Sonde kann ein Druckschlauch zur Blutentnahme angeschlossen werden. Auch ein herkömmlicher Drucksensor ist anschließbar, beispielsweise für Kalibrier- oder Vergleichsmessungen.In addition to the inserted optical probe, a pressure hose for blood sampling can be connected. A conventional pressure sensor can also be connected, for example for calibration or comparison measurements.
[0040] Alternativ können neben dem oben erwähnten Y-förmigen Kopplungsstück auch anders gestaltete Kopplungsstücke an der Kathetervorrichtung vorgesehen werden.Alternatively, differently shaped coupling pieces may be provided on the catheter device in addition to the above-mentioned Y-shaped coupling piece.
[0041] Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist eine Vorrichtung zur Bestimmung hämodynamischer Parameter eine Kathetervorrichtung der obigen Art und eine mit der Sensoreinheit verbindbare Auswerteeinheit auf, welche dazu eingerichtet ist, hämodynamische Parameter unter Verwendung mittels der Sensoreinheit gewonnener Messsignale zu berechnen. Die Berechnung kann dabei mittels bekannter Algorithmen der Thermodilutionsmessung und der Pulskonturanalyse erfolgen.According to a further aspect of the invention, a device for determining haemodynamic parameters comprises a catheter device of the above type and an evaluation unit connectable to the sensor unit, which is set up to calculate hemodynamic parameters using measurement signals obtained by means of the sensor unit. The calculation can be carried out by means of known algorithms of thermodilution measurement and pulse contour analysis.
[0042] Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung weist die Vorrichtung ferner einen zentralvenösen Katheter mit Mitteln zum Einbringen einer Temperaturveränderung in zentralvenöses Blut auf, wobei die Auswerteeinheit dazu eingerichtet ist, bei der Berechnung mindestens eines der hämodynamischen Parameter einen Berechnungs-Algorithmus für transpulmonale Thermodilutionsverfahren umzusetzen.According to an advantageous development, the device further comprises a central venous catheter with means for introducing a change in temperature in central venous blood, wherein the evaluation unit is adapted to implement in the calculation of at least one of the hemodynamic parameters, a calculation algorithm for transpulmonary Thermodilutionsverfahren.
[0043] Vorzugsweise umfassen die Mittel zum Einbringen einer Temperaturveränderung in zentralvenöses Blut einen Injektionskanal.Preferably, the means for introducing a temperature change into central venous blood comprises an injection channel.
[0044] Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung weist der Injektionskanal der Vorrichtung Mittel zur Gewinnung eines Mess-Signals zur Ermittlung eines Injektionszeitpunkts auf, welche mit der Auswerteeinheit verbindbar sind. Dabei ist die Auswerteeinheit dazu eingerichtet, aus dem Mess-Signal den Injektionszeitpunkt zu ermitteln. Entsprechende Injektionskanäle und Verfahren sind u.a. aus US 6,491 ,640 und US 6,200,301 bekannt.According to an advantageous development, the injection channel of the device comprises means for obtaining a measurement signal for determining an injection time, which can be connected to the evaluation unit. In this case, the evaluation unit is set up to determine the injection time from the measurement signal. Corresponding injection channels and methods are i.a. from US Pat. No. 6,491,640 and US Pat. No. 6,200,301.
[0045] Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Auswerteeinheit dazu eingerichtet, bei der Berechnung mindestens eines der hämodynamischen Parameter einen Pulskontur- Algorithmus umzusetzen. [0046] Die Erfindung wird nachfolgend in beispielhafter Weise anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es werden mehrere bevorzugte Ausführungsbeispiele beschrieben, auf welche die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist.According to an advantageous development, the evaluation unit is set up to implement a pulse contour algorithm in the calculation of at least one of the hemodynamic parameters. The invention will be explained in more detail by way of example with reference to drawings. There are described several preferred embodiments to which the invention is not limited.
[0047] Grundsätzlich kann jede im Rahmen der vorliegenden Anmeldung beschriebene bzw. angedeutete Variante der Erfindung besonders vorteilhaft sein, je nach wirtschaftlichen und technischen Bedingungen im Einzelfall. Soweit nichts gegenteiliges dargelegt ist, bzw. soweit grundsätzlich technisch realisierbar, sind einzelne Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen austauschbar oder miteinander sowie mit per se aus dem Stand der Technik bekannten Merkmalen kombinierbar.In principle, any variant of the invention described or indicated in the context of the present application may be particularly advantageous, depending on the economic and technical conditions in the individual case. Unless otherwise stated, or as far as technically feasible, individual features of the described embodiments are interchangeable or can be combined with one another and with features known per se from the prior art.
Fig. 1a zeigt schematisch eine Einführhilfe einer erfindungsgemäßen Kathetervorrichtung,1a shows schematically an insertion aid of a catheter device according to the invention,
Fig. 1b zeigt schematisch einen erfindungsgemäßen arteriellen Katheter mit integrierter Sensoroptik in einer Einführhilfe,1b schematically shows an arterial catheter according to the invention with integrated sensor optics in an insertion aid,
Fig. 1c zeigt schematisch einen optischen Stecker der erfindungsgemäßen Vorrichtung,1c schematically shows an optical plug of the device according to the invention,
Fig. 2a zeigt schematisch einen (abgebrochen dargestellten) Längsschnitt A-A des erfindungsgemäßen arteriellen Katheters aus Fig. 2b mit in ein Sondenlumen eingeführter Sonde,FIG. 2 a schematically shows a longitudinal section A-A (broken away) of the inventive arterial catheter from FIG. 2 b with a probe inserted into a probe lumen, FIG.
Fig. 2b zeigt schematisch einen Querschnitt B-B des erfindungsgemäßen arteriellen Katheters aus Fig. 2a mit eingeführter Sonde,2b schematically shows a cross section B-B of the inventive arterial catheter of FIG. 2a with inserted probe,
Fig. 2c zeigt schematisch ein Kopplungsstück am proximalen Port des erfindungsgemäßen arteriellen Katheters,2c schematically shows a coupling piece on the proximal port of the arterial catheter according to the invention,
Fig. 2d zeigt schematisch das alternative Kopplungsstück des erfindungsgemäßen arteriellen Katheters in räumlicher Ansicht , welches an einem arteriellen Katheter angebracht ist,FIG. 2 d schematically shows the alternative coupling piece of the inventive arterial catheter in a spatial view, which is attached to an arterial catheter, FIG.
Fig. 2e zeigt schematisch einen Teil eines ähnlich Fig. 2d gestalteten alternativen Kopplungsstücks des erfindungsgemäßen arteriellen Katheters in räumlicher Ansicht,FIG. 2e schematically shows a part of a similar coupling part of the inventive arterial catheter designed in a similar way to FIG. 2d, in a spatial view, FIG.
Fig. 3a zeigt schematisch einen Längsschnitt A-A des erfindungsgemäßen arteriellen Katheters aus Fig. 3b mit integrierter Faseroptik, Fig. 3b zeigt schematisch einen Querschnitt B-B des erfindungsgemäßen arteriellen Katheters aus Fig. 3a mit integrierter Faseroptik, und3a schematically shows a longitudinal section AA of the inventive arterial catheter of FIG. 3b with integrated fiber optics, FIG. Fig. 3b shows schematically a cross section BB of the inventive arterial catheter of Fig. 3a with integrated fiber optics, and
Fig. 3c zeigt schematisch ein Koppiungsstück am proximalen Port des erfindungsgemäßen arteriellen Katheters mit integrierter Faseroptik aus Fig. 3 a und Fig. 3b, undFig. 3c shows schematically a Koppiungsstück at the proximal port of the inventive arterial catheter with integrated fiber optics of Fig. 3a and Fig. 3b, and
Fig. 3d zeigt schematisch einen alternativen Querschnitt eines erfindungsgemäßen arteriellen Katheters ähnlich Fig. 3a.FIG. 3 d schematically shows an alternative cross section of an arterial catheter according to the invention, similar to FIG. 3 a.
[0048] Fig. 1a zeigt eine Einführhilfe einer erfindungsgemäßen Kathetervorrichtung. Bei der Einführhilfe handelt es sich um eine hohle, kurze Kanüle 1. Eine Arterie, beispielsweise die Arteria Radialis, wird mit der Kanüle 1 am Patienten punktiert.Fig. 1a shows an insertion aid of a catheter device according to the invention. The introducer is a hollow, short cannula 1. An artery, such as the radial artery, is punctured with the cannula 1 on the patient.
[0049] Nach der Punktion wird der Thermodilutionskatheter 2 in die Kanüle 1 eingeführt.After the puncture, the thermodilution catheter 2 is inserted into the cannula 1.
Fig. 1b zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Kathetervorrichtung zur Messdatengewinnung für die Pulskonturanalyse und Thermodilutionsmessung. Durch vorsichtiges Vorschieben des Katheters 2 in die hohle, kurze Einführhilfe kann der Katheter 2 am gewünschten arteriellen Messort positioniert werden. Um die Verletzung infolge der Punktion geringzuhalten, wird nach erfolgtem Vorschieben des Katheters 2 in die Arterie die kurze Kanüle 1 aus der Arterie und aus dem Unterarm des Patienten wieder entfernt und der Katheter 2 am Messort fixiert. Der freie Blutfluss in der Arterie wird trotz des in die Arterie eingebrachten Katheters 2 mit der integrierten Optik 3 nicht merklich beeinflusst. Im Anschluss an das Entfernen der Einführhilfe kann die eigentliche Messung der Druck- und Temperaturverläufe im Blutstrom mittels der integrierten Sensoreinheit erfolgen. Das eigentliche, beispielsweise nach dem Prinzip eines Fabry-Perot-Interferometers aufgebaute Sensorelement ist dabei an der distalen Spitze der integrierten Faseroptik 3 angebracht.FIG. 1b schematically shows a catheter device according to the invention for obtaining measured data for pulse contour analysis and thermodilution measurement. By carefully advancing the catheter 2 into the hollow, short insertion aid, the catheter 2 can be positioned at the desired arterial site. To minimize the injury due to the puncture, after advancing the catheter 2 into the artery, the short cannula 1 is removed from the artery and from the forearm of the patient and the catheter 2 is fixed at the site. The free blood flow in the artery is not appreciably affected despite the catheter 2 incorporated into the artery with the integrated optic 3. Following the removal of the insertion aid, the actual measurement of the pressure and temperature profiles in the bloodstream can take place by means of the integrated sensor unit. The actual, for example, based on the principle of a Fabry-Perot interferometer sensor element is attached to the distal tip of the integrated fiber optics 3.
[0050] Fig. 1c zeigt schematisch einen Stecker 4 der erfindungsgemäßenFig. 1c shows schematically a plug 4 of the invention
Kathetervorrichtung. An der Stirnseite des optischen Steckers 4 befindet sich eine optische Kontaktfäche 5, über welche ein- und ausfallendes Licht an einen zweiten Kopplungsstecker (nicht dargestellt) weitergeleitet wird. Zum Verbinden der Kopplungsstecker miteinander weist der Stecker 4 beispielsweise einen Anklippmechanismus 6 zur Aufnahme des zweiten Kopplungssteckers auf. Der zweite Kopplungsstecker ist als Gegenstück zum Kopplungsstück 4 ausgebildet und mit einer Lichtquelle und einem Detektor (beide nicht dargestellt) verbunden, welchletzterer die Systemantwort des Sensorelements auf das eingestrahlte Licht in auswertbare elektrische Signale umwandelt. Hierfür können, ja nach angewandtem Messprinzip (s.o.), im Grunde aus dem Stand der Technik bekannten Lichtquellen und Detektoren verwendet werden.Catheter device. On the front side of the optical connector 4 is an optical Kontaktfäche 5, via which incoming and outgoing light to a second coupling connector (not shown) is forwarded. For connecting the coupling plugs together, the plug 4 has, for example, a clip-on mechanism 6 for receiving the second coupling plug. The second coupling plug is formed as a counterpart to the coupling piece 4 and connected to a light source and a detector (both not shown), which latter converts the system response of the sensor element to the incident light into evaluable electrical signals. For this purpose, yes, according to applied measuring principle (s.o.), Basically known from the prior art light sources and detectors can be used.
[0051] Eine Auswerteeinheit verarbeitet die vom Detektor erzeugten elektrischen Signale und berechnet hieraus die Druck- und Temperaturwerte bzw. aus deren Verlauf die gewünschten physiologischen Parameter. Die über optische Messverfahren bestimmten Druck- und Temperaturverläufe können dabei mithilfe der bekannten Thermodilutions- und Pulskonturalgorithmen ausgewertet werden. Lichtquelle und Detektor können in einem optischen Modul zusammengefasst sein, welches in einen Patientenmonitor integriert oder aber an einen Patientenmonitor anschließbar sein kann. Bei Verwendung eines geeigneten Messumformers kann das optischen Modul so gestaltet werden, dass dessen Ausgangssignale den Ausgangssignalen herkömmlicher Druck- und Temperatursensoren entsprechen. Somit kann die erfindungsgemäße Kathetervorrichtung auch als Nachrüstlösung für herkömmliche Patientenmonitore ausgestaltet werden.An evaluation unit processes the electrical signals generated by the detector and calculates therefrom the pressure and temperature values or from the course of which the desired physiological parameters. The determined via optical measuring methods pressure and Temperature profiles can be evaluated using the known thermodilution and pulse contour algorithms. Light source and detector can be combined in an optical module, which can be integrated into a patient monitor or connected to a patient monitor. When using a suitable transmitter, the optical module can be designed so that its output signals correspond to the output signals of conventional pressure and temperature sensors. Thus, the catheter device according to the invention can also be configured as a retrofit solution for conventional patient monitors.
[0052] Fig. 2a zeigt schematisch einen (abgebrochenen) Längsschnitt A-A des arteriellenFig. 2a shows schematically a (broken away) longitudinal section A-A of the arterial
Katheters 2 aus Fig. 2b mit eingeführter Sonde 3. Die Sonde 3 wird beim Einführen durch das Katheterlumen 9 des Katheters 2 geführt. Die eingeschobene Sonde 3 ist dabei so am KatheterCatheter 2 from FIG. 2 b with inserted probe 3. The probe 3 is guided during insertion through the catheter lumen 9 of the catheter 2. The inserted probe 3 is so on the catheter
2 angeordnet, dass sie in Längsrichtung parallel im Katheterlumen 9 verläuft. Am distalen Ende 10 des Katheters 2 tritt die Mess-Sonde 3 aus dem Katheterlumen 9 aus.2 arranged so that it runs parallel in the longitudinal direction in the catheter lumen 9. At the distal end 10 of the catheter 2, the measuring probe 3 exits from the catheter lumen 9.
[0053] Fig. 2b zeigt schematisch einen Querschnitt B-B des arteriellen Katheters 2 aus Fig. 2a mit eingeführter Sonde 3. Die Querschnittsfläche des Katheterlumens 9 entspricht hier etwas mehr als dem Doppelten der Querschnittsfläche der eingeschobenen Sonde 3. Die SondeFig. 2b shows schematically a cross section B-B of the arterial catheter 2 of Fig. 2a with inserted probe 3. The cross-sectional area of the catheter lumen 9 here corresponds to slightly more than twice the cross-sectional area of the inserted probe 3. The probe
3 weist ferner eine Ummantelung 7 auf. Die Sondenoptik bzw. Sondenmesstechnik entspricht der oben beschriebenen Kathetermesstechnik.3 further comprises a sheath 7. The probe optics or probe measurement technique corresponds to the catheter measurement technique described above.
[0054] Fig. 2c zeigt schematisch einen Port des arteriellen Katheters 2 zum Einführen derFig. 2c schematically shows a port of the arterial catheter 2 for insertion of the
Sonde 3. Der Port ist mit einem Y-förmigen Kopplungsstück 12 verbunden. Das Kopplungsstück 12 weist in longitudinaler Richtung an seinem distalen und proximalen Ende jeweils einen Anschlusspunkt 13 und 14 auf. Am distalen Anschlusspunkt 13 des Kopplungsstücks 12 wird das proximale Ende des in die Arterie eingeführten Katheters 2 angeschlossen. Am proximalen Anschlusspunkt 14 des Kopplungsstücks 12 wird der Anschluss eines Druckschlauchs 15, einer Injektionsspritze, einer Spülvorrichtung o.a. ermöglicht. Der Druckschlauch 15 ist zur Blutentnahme bzw. zur herkömmlichen Druckmessung vorgesehen. Die Anschlusspunkte 13 und 14 können beispielsweise jeweils als Luer-Lock-Adapter ausgebildet sein. Der in longitudinaler Richtung auskragende Abzweig 16 des Kopplungsstücks 12 weist einen Schacht 18 zum Einführen der Lumensonde 3 in das Katheterlumen 9 auf. Der Führungsschacht 18 der einzuführenden Sonde 3 ist mittels gestrichelten Linien angedeutet. Ein Flansch 17 bildet den Abschluss des auskragenden Abzweigs 16, an welchen in der tatsächlichen technischen Umsetzung vorteilhafterweise geeignete Verbindungsmittel zum ortsfesten Verbinden der Sonde 3 mit dem Kopplungsstück 12 vorgesehen sind.Probe 3. The port is connected to a Y-shaped coupler 12. The coupling piece 12 has in each case a connection point 13 and 14 in the longitudinal direction at its distal and proximal ends. At the distal connection point 13 of the coupling piece 12, the proximal end of the catheter 2 introduced into the artery is connected. At the proximal connection point 14 of the coupling piece 12, the connection of a pressure hose 15, a syringe, a flushing device o.a. allows. The pressure hose 15 is provided for taking blood or for conventional pressure measurement. The connection points 13 and 14 may be formed, for example, each as a Luer lock adapter. The longitudinally projecting branch 16 of the coupling piece 12 has a slot 18 for insertion of the lumen probe 3 into the catheter lumen 9. The guide shaft 18 of the probe 3 to be inserted is indicated by dashed lines. A flange 17 forms the conclusion of the projecting branch 16, to which in the actual technical implementation advantageously suitable connection means for stationary connection of the probe 3 are provided with the coupling piece 12.
[0055] Beispielsweise kann die Sonde 3 in ein Anschlussstück eingeklebt sein, welches an das Kopplungsstück über eine Luer-Lock Verbindung anschließbar ist. Ferner kann eine Klemmverbindung vorgesehen sein, welche jedoch vorteilhafterweise so auszuführen ist, dass möglichst keine Klemmkräfte auftreten, welche die Sonde 3 beschädigen könnten. Dies kann mittels hinreichend großflächiger und elastischer Klemmkörper umgesetzt werden, welche zum Beispiel als longitudinal ineinander verschiebliche Innenkonus-Außenkonus-Paarung ausgeführt werden können. Eine Klemmkraftbegrenzung lässt sich mittels abscherender oder (etwa nach Art eines Drehmomentschlüssels) durchrutschender Elemente umsetzen.For example, the probe 3 may be glued into a connector, which is connectable to the coupling piece via a Luer-lock connection. Furthermore, a clamping connection can be provided, which, however, is advantageously designed so that no clamping forces occur which could damage the probe 3. This can be implemented by means of sufficiently large-area and elastic clamping body, which for Example, as a longitudinally reciprocally displaceable inner cone outer cone mating can be performed. A clamping force limitation can be implemented by means of shearing or slipping elements (such as a torque wrench).
[0056] Neben der dargestellten Anordnung ist auch eine Anordnung möglich, bei welcher die Sonde 3 vom Anschlusspunkt 14 her eingeführt wird, und der Abzweig 16 als Anschluss für eine Spülung oder dgl. dient. Auch Ausführungen, bei welchen die Sonde von vornherein fest mit dem Kopplungsstück 12 verbunden, beispielsweise in dieses eingeklebt ist, sind möglich.In addition to the illustrated arrangement, an arrangement is possible in which the probe 3 is introduced from the connection point 14 ago, and the branch 16 serves as a connection for a flushing or the like .. Also, embodiments in which the probe from the outset firmly connected to the coupling piece 12, for example, glued in this are possible.
[0057] Fig. 2d zeigt schematisch ein besonders einfach ausgeführtes alternativesFIG. 2 d schematically shows a particularly simple alternative
Kopplungsstück 19 zum Kopplungsstück 12 aus Fig. 2c in räumlicher Ansicht. Das Kopplungsstück 19 ist in der Form einer ringförmigen Manschette ausgebildet, welche so drehbar ist, dass die Öffnung 21 in der Manschette 19 eine Öffnung im Katheter 2 überdeckt, so dass die Sonde 3 in das Katheterlumen 9 eingeschoben werden kann. Zum Kontaminationsschutz kann die Öffnung 21 z.B. mit einem Septum geschützt sein.Coupling piece 19 to the coupling piece 12 of Fig. 2c in a spatial view. The coupling piece 19 is in the form of an annular collar which is rotatable so that the opening 21 in the collar 19 covers an opening in the catheter 2, so that the probe 3 can be inserted into the catheter lumen 9. For contamination protection, the opening 21 may be e.g. be protected with a septum.
[0058] Der keilförmige Aufsatz 20 in Fig. 2e soll schematisch andeuten, dass die Öffnung 21 selbstverständlich nicht unbedingt als einfaches, ggf. durch ein Septum verschlossenes Loch ausgebildet zu sein braucht, sondern durchaus mit einer, wie stilisiert angedeutet, Einführhilfe 20 für die Sonde 3 versehen sein kann, ferner mit Befestigungsmitteln zur Fixierung der Sonde, Verschlüssen oder dgl. mehr.The wedge-shaped attachment 20 in Fig. 2e is to indicate schematically that the opening 21 of course need not necessarily be designed as a simple, possibly closed by a septum hole, but quite with a, as stylized implied, insertion aid 20 for the Probe 3 may be provided, further with fastening means for fixing the probe, closures or the like. More.
[0059] Der in Fig. 3a schematisch dargestellte Längsschnitt (enlang der Schnittlinie A-A inThe longitudinal section shown schematically in FIG. 3a (along the section line A-A in FIG
Fig. 3b) der erfindungsgemäßen Vorrichtung eines arteriellen Katheters 2 weist ein separates Optiklumen 8 auf, in das der faseroptische Leiter 11 fest integriert ist. Parallel zum Optiklumen 8 verläuft ein weiteres Katheterlumeπ 9. Am distalen Ende 10 des Katheters 2 schließt die Sensoroptik 11 im wesentlichen bündig mit dem Optiklumen 8 ab.Fig. 3b) of the inventive device of an arterial catheter 2 has a separate optical lumen 8, in which the fiber optic conductor 11 is firmly integrated. At the distal end 10 of the catheter 2, the sensor optics 11 terminates substantially flush with the optical lumen 8, parallel to the optical lumen 8.
[0060] Fig. 3b zeigt schematisch einen Querschnitt (entlanq der Schnittlinie B-B in Fig.Fig. 3b shows schematically a cross section (along the section line B-B in Fig.
3a) des arteriellen Katheters 2 aus Fig. 3a.3a) of the arterial catheter 2 from FIG. 3a.
[0061] Fig. 3c zeigt schematisch ein Kopplungsstück 12 eines beispielsweise wie in Fig.Fig. 3c shows schematically a coupling piece 12 of an example as shown in FIG.
3a und 3b ausgebildeten arteriellen Katheters 2 mit integrierter Faseroptik 11. Der Aufbau ist ähnlich wie in Fig. 2c als Y-förmiges Kopplungsstück 12. Das Kopplungsstück 12 weist in longitudinaler Richtung an seinem distalen und proximalen Ende^ jeweils einen Anschlusspunkt 13 und 14 auf. Am distalen Anschlusspunkt 13 des Kopplungsstücks 12 ist dieses fest mit dem proximale Ende des Katheters 2 verbunden. Am proximalen Anschlusspunkt 14 des Kopplungsstücks 12 wird der Anschluss eines Druckschlauchs 15 oder dgl. ermöglicht. Der Anschlusspunkt 14 ist beispielsweise als Luer-Lock-Adapter ausgebildet. Im Schacht 22 des in longitudinaler Richtung auskragenden Abzweigs 16 des Kopplungsstücks 12 ist die Optik 11 integriert. Der Schacht 22 des faseroptischen Leiters 11 ist in Form einer gestrichelten Linie dargestellt. Ein Stecker 23 bildet den Abschluss des auskragenden Abzweigs 16, um hier Lichtquelle und Detektor für das optische Antwortsignal des Sensors anschließen zu können..The structure is similar to that in Fig. 2c as a Y-shaped coupling piece 12. The coupling piece 12 has in the longitudinal direction at its distal and proximal end ^ each have a connection point 13 and 14 on. At the distal connection point 13 of the coupling piece 12, this is firmly connected to the proximal end of the catheter 2. At the proximal connection point 14 of the coupling piece 12, the connection of a pressure hose 15 or the like. Is made possible. The connection point 14 is formed, for example, as a Luer lock adapter. In the shaft 22 of the cantilever 16 projecting in the longitudinal direction of the coupling piece 12, the optics 11 is integrated. The shaft 22 of the fiber optic conductor 11 is in the form of a dashed line shown. A plug 23 forms the end of the projecting branch 16 in order to be able to connect the light source and detector for the optical response signal of the sensor.
[0062] Fig. 3d zeigt eine Variante des arteriellen Katheters 2 aus Fig. 3a mit integrierter Faseroptik 11. In Fig. 3d ist ein halbkreisförmiges Katheterlumen 9 neben dem Optiklumen 8 des Katheters 2 vorgesehen. Fig. 3d shows a variant of the arterial catheter 2 of Fig. 3a with integrated fiber optics 11. In Fig. 3d, a semicircular catheter lumen 9 is provided adjacent to the optical lumen 8 of the catheter 2.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Kathetervorrichtung, aufweisend einen arteriellen Katheter mit einem bestimmungsgemäß intravasalen und einem bestimmungsgemäß extravasalen Teil sowie eine optische Sensoreinheit zur Druck- und/oder Temperaturmessung an einem Messort am distalen Ende des bestimmungsgemäß intravasalen Teils oder in der Nähe des distalen Endes des bestimmungsgemäß intravasalen Teils des Katheters, wobei die optische Sensoreinheit einen faseroptischen Leiter aufweist, welcher vom Messort zu einem proximalen Port verläuft.A catheter device, comprising an arterial catheter with a intended intravascular and a designated extravascular part and an optical sensor unit for pressure and / or temperature measurement at a measuring location at the distal end of the intended intravascular part or in the vicinity of the distal end of the intended intravascular part of the A catheter, wherein the optical sensor unit comprises a fiber optic conductor which extends from the measuring location to a proximal port.
2. Kathetervorrichtung gemäß Anspruch 1 , wobei die optische Sensoreinheit eine Sensoreinheit zur kombinierten Druck- und Temperaturmessung ist.2. Catheter device according to claim 1, wherein the optical sensor unit is a sensor unit for combined pressure and temperature measurement.
3. Kathetervorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der arterielle Katheter als Radialis-Katheter ausgebildet ist.3. Catheter device according to one of the preceding claims, wherein the arterial catheter is designed as a radial catheter.
4. Kathetervorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der bestimmungsgemäß intravasale Teil des arteriellen Katheters einen Außendurchmesser von höchstens 1 ,67 mm aufweist.4. Catheter device according to one of the preceding claims, wherein the intended intravascular part of the arterial catheter has an outer diameter of at most 1.67 mm.
5. Kathetervorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei der bestimmungsgemäß intravasale Teil des arteriellen Katheters einen Außendurchmesser von höchstens 1 ,67 mm aufweist.5. Catheter device according to claim 4, wherein the intended intravascular part of the arterial catheter has an outer diameter of at most 1.67 mm.
6. Kathetervorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, welche ferner eine Einführhilfe aufweist, durch welche der arterielle Katheter durchschiebbar ist, wobei die Länge des Katheters und der Einführhilfe so aufeinander abgestimmt sind, dass durch Verschieben der Einführhilfe und des Katheters relativ zueinander eine Positionierung herstellbar ist, in welcher die Einführhilfe vollständig proximal vom bestimmungsgemäß intravasalen Teil des Katheters angeordnet ist.6. Catheter device according to one of the preceding claims, which further comprises an insertion aid through which the arterial catheter is pushed through, wherein the length of the catheter and the insertion aid are coordinated so that by moving the insertion aid and the catheter relative to each other a positioning can be produced , in which the insertion aid is arranged completely proximal to the intended intravascular part of the catheter.
7. Kathetervorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei die Länge der Einführhilfe höchstens die Hälfte der Länge des arteriellen Katheters beträgt.7. The catheter device according to claim 6, wherein the length of the insertion aid is at most half the length of the arterial catheter.
8. Kathetervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 6-7, wobei die Einführhilfe als Punktionskanüle ausgebildet ist.8. Catheter device according to one of claims 6-7, wherein the insertion aid is designed as a puncture cannula.
9. Kathetervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 6-8, wobei die Einführhilfe und der arterielle Katheter gemeinsam steril verpackt sind. The catheter device according to any one of claims 6-8, wherein the introducer and the arterial catheter are packaged together in a sterile manner.
10. Kathetervorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Sensoreinheit in den arteriellen Katheter integriert ist.10. Catheter device according to one of the preceding claims, wherein the sensor unit is integrated in the arterial catheter.
11. Kathetervorrichtung gemäß Anspruch 10, wobei der arterielle Katheter ein Lumen aufweist, welches eine am distalen Ende des bestimmungsgemäß intravasalen Teils oder in der Nähe des distalen Endes bestimmungsgemäß intravasalen Teils des Katheters angeordnete Öffnung mit einem weiteren proximalen Port verbindet.11. The catheter device according to claim 10, wherein the arterial catheter has a lumen which connects an opening arranged at the distal end of the intended intravascular part or in the vicinity of the distal end of the intended intravascular part of the catheter to a further proximal port.
12. Kathetervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1-9, wobei die Sensoreinheit als in ein Sondenlumen des arteriellen Katheters einschiebbare Sonde ausgeführt ist.12. Catheter device according to one of claims 1-9, wherein the sensor unit is designed as insertable into a probe lumen of the arterial catheter probe.
13. Kathetervorrichtung gemäß Anspruch 12, wobei die Sonde in einer relativ zum Sondenlumen definierten Position am arteriellen Katheter fixierbar ist.13. The catheter device according to claim 12, wherein the probe is fixable in a position defined relative to the probe lumen on the arterial catheter.
14. Kathetervorrichtung gemäß Anspruch 13, wobei die Fixierung der Sonde relativ zum arteriellen Katheter Einmal-Verschlussmittel vorgesehen sind, welche nach Fixierung der Sonde nicht zerstörungsfrei lösbar sind.14. Catheter device according to claim 13, wherein the fixation of the probe relative to the arterial catheter disposable closure means are provided, which are not non-destructively releasable after fixing the probe.
15. Kathetervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 12-14, wobei der arterielle Katheter einlumig ausgeführt ist.15. A catheter device according to any one of claims 12-14, wherein the arterial catheter is designed einlumig.
16. Kathetervorrichtung gemäß Anspruch 15, wobei die Querschnittsfläche des Sondenlumens zumindest das Doppelte der Querschnittsfläche der Sonde beträgt.The catheter apparatus of claim 15, wherein the cross-sectional area of the probe lumen is at least twice the cross-sectional area of the probe.
17. Kathetervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 12-14, wobei der arterielle Katheter ein vom Sondenlumen getrenntes Lumen aufweist, welches eine am distalen Ende des bestimmungsgemäß intravasalen Teils oder in der Nähe des distalen Endes bestimmungsgemäß intravasalen Teils des Katheters angeordnete Öffnung mit einem weiteren proximalen Port verbindet.17. The catheter device according to claim 12, wherein the arterial catheter has a lumen which is separate from the probe lumen and has an opening with a further proximal port which is arranged at the distal end of the intended intravascular part or in the vicinity of the distal end of the intended intravascular part of the catheter combines.
18. Vorrichtung zur Bestimmung hämodynamischer Parameter, aufweisend eine Kathetervorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche und eine mit der Sensoreinheit verbindbare Auswerteeinheit, welche dazu eingerichtet ist, hämodynamische Parameter unter Verwendung mittels der Sensoreinheit gewonnener Messignale zu berechnen.18. An apparatus for determining hemodynamic parameters, comprising a catheter device according to one of the preceding claims and an evaluation unit which can be connected to the sensor unit and which is set up to calculate hemodynamic parameters using measurement signals obtained by means of the sensor unit.
19. Vorrichtung gemäß Anspruch 18, ferner aufweisend einen zentralvenösen Katheter mit Mitteln zum Einbringen einer Temperaturveränderung in zentralvenöses Blut, wobei die Auswerteeinheit dazu eingerichtet ist, bei der Berechnung mindestens eines der hämodynamischen Parameter einen Berechnungs-Algorithmus für transpulmonale Thermodilutionsverfahren umzusetzen.19. The apparatus of claim 18, further comprising a central venous catheter having means for introducing a temperature change into central venous blood, wherein the evaluation unit is configured to implement a calculation algorithm for transpulmonary thermodilution methods in the calculation of at least one of the hemodynamic parameters.
20. Vorrichtung gemäß Anspruch 19, wobei die Mittel zum Einbringen einer Temperaturveränderung in zentralvenöses Blut einen Injektionskanal umfassen.20. The apparatus according to claim 19, wherein the means for introducing a Temperature change in central venous blood include an injection channel.
21. Vorrichtung gemäß Anspruch 20, wobei der Injektionskanal Mittel zur Gewinnung eines Mess-Signals zur Ermittlung eines Injektionszeitpunkts aufweist, welche mit der Auswerteeinheit verbindbar sind, wobei die Auswerteeinheit dazu eingerichtet ist, aus dem Mess-Signal den Injektionszeitpunkt zu ermitteln.21. The apparatus of claim 20, wherein the injection channel comprises means for obtaining a measurement signal for determining an injection time, which can be connected to the evaluation unit, wherein the evaluation unit is adapted to determine the injection time from the measurement signal.
22. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 18-21 , wobei die Auswerteeinheit dazu eingerichtet ist, bei der Berechnung mindestens eines der hämodynamischen Parameter einen Pulskontur-Algorithmus umzusetzen. 22. Device according to one of claims 18-21, wherein the evaluation unit is adapted to implement in the calculation of at least one of the hemodynamic parameters, a pulse contour algorithm.
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