VORRICHTUNG ZUR ENTNAHME VON KÖRPERFLÜSSIGKEITEN
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Entnahme von Kör¬ perflüssigkeiten, beispielsweise Blut, Harn oder Gewebeflüs- sigkeit mit einer Entnahmeeinrichtung, welche mit einer Hohl¬ nadel verbunden ist, sowie einem Speichersystem, mit mehreren separaten auf einer beweglichen Halterung angeordneten Proben¬ behältern, welche mit einer durchstechbaren Membran gasdicht verschlossen sind, und welche in bestimmten Zeitabschnitten gesammelte Fraktionen der Körperflüssigkeit aufnehmen, wobei eine mit einer Steuereinrichtung verbundene Einrichtung vorge¬ sehen ist, mit welcher die Hohlnadel nacheinander über jeden der Probenbehälter positionierbar und durch die Membran in den Probenbehälter einführbar ist.
Für odizini sehe Anwendungen besteht häufig ι\cr Rodarf der kontinuierlichen oder intermitt erenden Gewinnung von biologi¬ schen Flüssigkeiten, z.B. Blut, Harn oder auch Gewebeflüssig¬ keit von Menschen oder Tieren. Vorteilhaft ist es, diese Ge¬ winnung über 24 Stunden, d.h. sowohl bei Tag als auch in den Nachtstunden durchführen zu können, wobei speziell während der Nacht ein ungestörter Schlaf gewährleistet sein soll, um keine Ver älschungen der gemessenen Werte zu bekommen.
Für die beschriebene Anwendung wurde in WO 89/00397 eine neue Methode angegeben. Dabei wir! über eine Rollenpumpe Blut im Mikrol i erbereich , bzw. auch Gewebeflüs i koi t (die durch Ein¬ leiten einer Perfusionsflüssi keit in das Gewebe gewonnen wird) in kapillaren Schläuche-.i gesammelt, wobei ein Ventilsy¬ stem eine zeitliche Zuordnung de Flüssigkeitsproben zu gewis¬ sen Entnahmezeitpunkten ermöglicht. Dieses System erfordert einen sehr aufwendigen mechanischen Ventilapparat, was auch mit einem höheren Gewicht des Gerätes verbunden ist. In den einzelnen Leitungsabschnitten des Kapillarsystems kann es zu einem Stillstand der Blutsäule kommen, was Thrombosen inner¬ halb des Systems begünstigt.
Eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art ist beispiels¬ weise aus der EP-A 0 223 758 bekanntgeworden. Der hier be¬ schriebene Apparat zur Handhabung kleiner Flüssigkeitsproben weist mehrere Probenbehälter in einer drehbaren Halterung auf, welche über eine Hohlnadel mit Flüssigkeitsproben gefüllt wer¬ den können. Die Hohlnadel ist über einen Schlauch mit einer nicht näher beschriebenen Entnahmevorrichtung bzw. Entnahmena¬ del verbunden, über welche die Probe aufgenommen wird. Eine spezielle Vorrichtung sorgt für die Relativbewegung zwischen Hohlnadel und Probenbehälter, um ein sicheres Einführen in die Probenbehälter zu gewährleisten. Zur Schonung der Nadel ist deren Halterung mit einem Drucksensor ausgestattet, wobei bei axial wirkenden Kräften, welche einen bestimmten Wert über¬ schreiten, eine weitere Bewegung der Nadel unterbunden wird. Bei der Verwendung von Probenbehältern, welche durch eine Mem¬ bran verschlossen sind, wird auch auf das Problem des sich än¬ dernden Innendruckes bei Probenmanipulationen hingewiesen. Die in der EP-A 0 223 758 angebotene Problemlösung einer Nadel mit zwei Bohrungen, wobei über eine ein Druckausgleich hergestellt werden kann, hat den Nachteil, daß durch diese Öffnung auch Probenteile austreten können. Das Gerät bzw. das Bedienungs¬ personal, kann dadurch mit der Probe kontaminiert werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs genannten Art ein kompaktes, auch über längere Zeit am Patienten befestigbares Gerät zu entwickeln, mit wel¬ chem unabhängig von der räumlichen Lage des Gerätes Flüssig¬ keitsproben, wie Blut, Harn und Gewebeflüssigkeit, sicher ge¬ sammelt und bis zu deren weiteren Verwendung verwahrt werden könne .
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Entnahmeeinrichtung als zweilumige Kanüle ausgeführt ist, de¬ ren ein Lumen über eine erste Verbindungsleitung mit der in die Probenbehälter einführbaren Hohlnadel und deren anderes Lumen über eine zweite Verbindungslei ung mit einer Pumpe ver¬ bunden ist, welche von der Steuereinrichtung betätigbar ist, sowie daß die einzelnen Probenbehälter im ungefüllten Zustand eine Gas- oder Gasgemischmenge enthalten, deren Volumen unter Atmosphärendruck kleiner ist als das Volumen der aufzunehmen¬ den Körperflüssigkeit.
In einer ersten, sehr einfachen Ausführungsvariante ist vorge¬ sehen, daß die Probenbehäl ter starrwandig ausgeführt sind, daß in den Behältern ein im Vergleich zum Umgebungsdruck abgesenk¬ ter, eine Pumpwirkung entfaltender Innendruck herrscht, sowie daß die Verbindungslei tung zwischen der zweilumigen Kanüle und der Hohlnadel eine Dosierein ichtung aufweist, über die Do¬ siereinrichtung, beispielsweise ein Dosierventil, kann der ge¬ wünschte Flüssigkeitsstrom eingestellt werden. Eine Pumpe für den Flüssigkei stransport kann bei dieser Ausführungsvariante entfallen, was die Vorrichtung weiter vereinfacht.
Eine andere Ausführungsva iante der Erfindung ist dadurch aus¬ gezeichnet, daß die einzelnen Probenbehälter aus evakuierten, verformbaren Gefäßen bestehen, sowie daß die Verbindungslei- tung zwischen der zweilumigen Kanüle und der Hohlnadel eine Pumpe, vorzugsweise eine Schlauchpumpe, zur Förderung der Kör¬ perflüssigkeit aufweist.
um die gewonnenen Flüssigkeitsfraktionen in der Zeit zwischen Entnahme und nachfolgender Auswertung unverfälscht zu lagern, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, daß die auf der beweglichen Halterung angeordneten Probenbehälter von einem wärmeisolie¬ renden Gehäuse umgeben sind, dessen Deckel mit Öffnungen für den Durchtritt der Hohlnadel versehen ist, sowie daß im Ge¬ häuse ein mit der Steuereinrichtung verbundener Temperaturfüh¬ ler und ein Kühlmedium angeordnet sind.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn das wärmeisolierende Gehäuse samt den Probenbehältern von der übrigen Vorrichtung abnehmbar ist. Während nun die gesammelten Flüssigkeitsproben im wär¬ meisolierenden Gehäuse der weiteren Verwendung, z.B. der Aus¬ wertung zugeführt werden, kann sofort ein neues Gehäuse mit leeren Probenbehältern an die Vorrichtung angeschlossen und die Probennahme ohne wesentliche Unterbrechung fortgesetzt werde .
Falls die Probennahme in Blutgefäßen erfolgt, ist es von Vor¬ teil, wenn das zu einer Pumpe führende Lumen der zweilumigen Kanüle mit einer Medikamentenpumpe verbunden ist, deren An¬ trieb mit der Steuereinrichtung in Verbindung steht. Bei¬ spielsweise kann die Medikamentenpumpe Heparin enthalten, wo-
bei das an der Nadelspitze aus einem Lumen austretende Heparin sofort durch das andere Lumen der Nadel abgeführt wird, wo¬ durch nur geringe Heparinmengen in den Körper gelangen und die Blutgerinnung im Le tungssystem der Vorrichtung nachhaltig verhindert wird.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorgeshen, daß die Vorrichtung zusätzlich eine weitere Medikamentenpumpe, vor¬ zugsweise eine Kolbenspritze aufweist, deren Antrieb mit der Steuereinrichtung in Verbindung steht. Mit dieser Vorrichtung sind Untersuchungen über Wirkungsweise und zeitliche Konzen¬ trationsverläufe von Medikamenten im Blut möglich, über die Kolbenspritze kann ein Medikament in genau berechneter Dosie¬ rung verabreicht werden, um so aus der Pharmakokinetik dieses Medikamentes Rückschlüsse auf die Körperfunktionen zu gewin¬ nen .
Falls direkt aus dem Gewebe Proben von Gewebeflüssigkeit ent¬ nommen werden, ist in einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen, daß die zweite Verbindungslei tung mit einem Behälter für eine Perfusionsflüssigkeit verbunden ist, sowie daß die erste, zur Hohlnadel führende Verbindunglei ung in Saugrichtung und die zweite Verbindungsleitung in Pumprich¬ tung über eine Schlauchpumpe geführt ist.
Die Wand des äußeren Lumens der zweilumigen Kanüle kann erfin¬ dungsgemäß eine Öffnung, vorzugsweise eine Vielzahl von Öff¬ nungen, aufweisen.
Schließlich ist in einer weiteren Variante der Erfindung vor¬ gesehen, daß die Wand des äußeren Lumens der zweilumigen Ka¬ nüle zumindest zum Teil als Diffusionsstrecke ausgebildet ist.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung und
Fig. 2 eine Ausführungsvariante der Vorrichtung nach Fig. 1.
Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung zur Entnahme von Kör¬ perflüssigkeiten weist als Hauptbestandteile eine Entnahmeein-
richtung 1, eine Steuer- bzw. Dateneingabeeinrichtung 2 sowie ein Speichersystem 3 auf. Im Speichersystem 3 sind in mehreren konzentrischen Kreisen Probenbehälter 4 angeordnet, welche mit einer durchstechbaren Membran 5 gasdicht verschlossen sind. Eine mit der Entnahmeeinrichtung 1 über eine Verbindungslei¬ tung verbundene Hohlnadel 6 kann mittels einer mit der Steuer¬ einrichtung 2 verbundenen Einrichtung 7 nacheinander über je¬ den der Probenbehälter 4 positioniert und durch die Membran 5 in den Probenbehälter 4 eingeführt werden.
Die einzelnen Probenbehälter 4 können entweder starrwandig ausgeführt, sein, wobei in den Behältern ein im Vergleich zum Umgebungsdruck abgesenkter Innendruck herrscht, oder aus eva¬ kuierten, verformbaren Gefäßen bestehen. In beiden Fällen ent¬ halten die einzelnen Probenbehälter 4 im ungefüllten Zustand eine Gas- oder Gasgemischmenge, deren Volumen unter Atmosphä¬ rendruck kleiner ist als das Volumen der aufzunehmenden Kör¬ perflüssigkeit. Die Behälter müssen dadurch beim Befüllen nicht entlüftet werden, wodurch das Gerät unabhängig von sei¬ ner räumlichen Lage betriebsbereit ist und ein Austreten von Probenbestandteilen verhindert werden kann.
Zwischen der Entnahmeeinrichtung 1 und der Hohlnadel 6 ist eine Dosiereinrichtung angeordnet, welche in Fig. 1 durch eine Schlauchpumpe 8 ralisiert wird. Als Alternative dazu ist bei starrwandigen Probenbehältern 4, welche durch den abgesenkten Innendruck eine Pumpwirkung entfalten, auch ein Dosierven¬ til 28 anstelle der Schlauchpumpe 8 denkbar. Dieses Dosierven¬ til kann auch über die Steuereinrichtung 2 betätigt werden.
Als bewegliche Halterung 9 für die Probenbehälter 4 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel ein in einem wäremisol ieren- den Gehäuse 13 angeordnetes Drehteller vorgesehen, welches über einen mit der Steuereinrichtung 2 in Verbindung stehenden Antrieb 10 verfügt. Die Einrichtung 7 zur Positionierung der Hohlnadel 6 weist eine erste Antriebsvorrichtung 11 für die Radialbewegung der Hohlnadel 6 sowie eine zweite Antriebsvor¬ richtung 12, für die Auf- und Abbewegung der Hohlnadel 6 auf. Beide Antriebsvorrichtungen 11 und 12 werden von der Steuer¬ einrichtung 2 mit Signalen beaufschlagt.
Das wärmeisolierende Gehäuse 13 weist einen Verschlußtei1 bzw. Deckel 14 m t Öffnungen 15 auf, durch welche die Hohlnadel 6 zu den Probenbehältern 4 durchtreten kann. Pro Reihe der in mehreren Reihen angeordneten Probenbehälter ist jeweils nur eine Öffnung 15 vorgesehen, wodurch die Kühlverluste gering gehalten werden können.
Im Inneren des Gehäuses 13 ist ein mit der Steuereinrichtung 2 verbundener Temperaturfühler 16 sowie ein Kühlmedium 17 ange¬ ordnet. Bei überschreiten einer zulässigen Maximal temperatur kann über die Elektronik der Steuereinrichtung 2 ein optischer oder akustischer Alarm ausgelöst werden. Vorteilhafterweise kann das wärmeisolierende Gehäuse 13 samt den Probenbehäl¬ tern 4 von der übrigen Vorrichtung abgenommen werden. Durch Aufstecken eines neuen Gehäuses mit leeren Probenbehältern kann die Entnahme der Körperflüssigkeit ohne Unterbrechung fortgesetzt werden.
In der Ausführungsvariante nach Fig. 1 ist die in die Proben¬ behälter 4 einführbare Hohlnadel 6 über eine erste Verbin¬ dungsleitung 25 mit dem äußeren Lumen 19 einer als zweilumige Kanüle 18 ausgeführten Entnahmeeinrichtung 1 verbunden, wobei das innere Lumen 20 der Kanüle 18 eine Verbindungsleitung 26 zu einer Medikamentenpumpe, z.B. einer Heparinpumpe 21 auf¬ weist. Der Antrieb 22 der Heparinpumpe steht ebenfalls mit der Steuereinrichtung 2 in Verbindung. Durch die genau dosierbare Heparinmenge , welche an der Spitze der zweilumigen Kanüle 18 austritt und sofort durch den Unterdruck im äußeren Lumen 19 abgeführt wird, wird die Blutgerinnung in der zur Hohlnadel 6 führenden Verbindungsleitung 25 verhindert. Zur Vermeidung der Blutgerinnung ist es aber auch möglich, die Verbindungslei¬ tung 25 mit einer die Thrombosierung verhindernden Substanz zu beschichten .
Die Vorrichtung kann über die Steuereinrichtung 2 auch mit ei¬ ner weiteren Medikamentenpumpe 23 samt Antrieb 24 in Verbin¬ dung stehen. Über die Medikamentenspritze kann laufend ein Me¬ dikament in genau gewünschter Dosierung verabreicht werden, um so aus der Pharmakokinetik dieses Medikamentes Rückschlüsse auf die Körperfunktionen zu gewinnen.
Über die Steuer- bzw. Eingabeeinheit 2 hat der Patient außer¬ dem die Möglichkeit, bei Auftreten von unvorhergesehen Ereig¬ nissen einen bestimmten Code einzugeben bzw. eine Taste zu drücken. Dadurch wird das Gerät über die Steuerung veranlaßt bestimmte Probenbehälter außerhalb der normalen Reihe zu fül¬ len, welche dann gesondert ausgewertet werden können. Danach kehrt die Vorrichtung automatisch in seinen normalen Be¬ triebszustand zurück.
Die Ausführungsvariante nach Fig. 2 eignet sich vor allem für die Gewebeperfusion, bei welcher - wie bereits in der eingangs erwähnten WO 89/00397 - eine Perfusionsflüssigkeit in das Ge¬ webe eingebracht und nach einer kurzen Equi1 ibrationsphase wieder abgepumpt wird. Die in die Probenbehälter 4 einführbare Hohlnadel 6 ist hier über die erste Verbindungsleitung 25 mit dem Lumen 19 der zweilumigen Kanüle 18 verbunden, wobei das andere Lumen 20 der Kanüle 18 über die zweite Verbindungslei¬ tung 26 mit einem Behälter 27 für eine Perfusionsflüssigkeit verbunden ist. Die erste Verbindungsleitung 25 kann dabei in Saugrichtung und die zweite Verbindungsleitung 26 in Pumprich¬ tung über eine einzige Schlauchpumpe 8' geführt sein. Die äußere Wand der Kanüle 18 ist mit Öffnungen 29 versehen, wel¬ che die Kontaktfläche zum Gewebe vergrößern.
Für besondere Anwendungen kann die Wand des äußeren Lumens 19 der Kanüle 18 auch zum Teil als Diffusionsstrecke ausgebildet sein .
Patentansprüche :