DE3805368C1 - - Google Patents

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DE3805368C1
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Perfusion von Körperhöhlen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Eine Vorrichtung zur Perfusion von Körperhöhlen mit einer Flüssigkeit ist aus der DE 33 38 758 C2 vorbekannt. Der hierbei verwendete Druckaufnehmer ermittelt den Istwert des Druckes innerhalb der Perfusionsleitung, in welche der Druckaufnehmer eingesetzt ist. Eine genaue Messung des Druckes in der Körperhöhle selbst kann hierdurch nicht erfolgen, da Strömungs- und damit Druckverluste innerhalb der Perfusionsleitung und innerhalb des medizinischen Instrumentes den gemessenen Druckwert verfälschen.
Zur genauen Messung des Druckes innerhalb der Körperhöhle müßte daher der Druckaufnehmer am distalen Ende des medizinischen Instrumentes, insbesondere ein Endoskop, wie z. B. ein Arthroskop, angeordnet werden. Dies hat jedoch den Nachteil der großen mechanischen, thermischen und chemischen Belastung des Druckaufnehmers insbesondere beim Sterilisationsvorgang des medizinischen Instrumentes. Auch ist ein dann erforderlicher Miniatur-Druckaufnehmer relativ teuer. Darüber hinaus könnte ein zweites medizinisches Instrument nur zur Messung des aktuellen Druckes in der Körperhöhle eingesetzt werden. Dies würde jedoch den Patienten und auch die Handhabung zusätzlich belasten. Es würden zusätzliche Sterilisationsmaßnahmen notwendig sein. Auch wäre die Meßunsicherheit sehr groß, weil sowohl eine unbemerkte Verstopfung oder Undichtigkeit des zusätzlichen medizinischen Instrumentes die Druckmessung erheblich verfälschen könnte.
Der Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Perfusion von Körperhöhlen der gattungsgemäßen Art zu schaffen, wobei ein vorgewählter, genau bestimmbarer Druck in der Körperhöhle aufgebaut und aufrechterhalten werden soll und wobei der Druck in der Körperhöhle genauestens gemessen werden soll.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1. Erfindungsgemäß werden nämlich der Leitwert der Perfusionsleitung zwischen dem Druckaufnehmer und dem medizinischen Element sowie der Leitwert des Instrumentes selbst ermittelt und in der Vorrichtung zur genauesten Ermittlung des aktuellen Druckes in der Körperhöhle mit verwendet, wodurch der Druck in der Körperhöhle durch kontinuierliche Regelung der Förderleistung der Pumpe unter Berücksichtigung des ermittelten Leitwertes genauestens gemessen und auf einem voreingestellten Wert konstant gehalten werden kann. Der Leitwert ist der Reziprokwert des Fließwiderstandes der Flüssigkeit innerhalb der Perfusionsleitung und innerhalb des medizinischen Instrumentes. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann somit der aktuelle Druck in der Körperhöhle genauestens ohne Zuhilfenahme eines zweiten medizinischen Instrumentes ermittelt werden. Dies ermöglicht eine einfache Handhabung der Vorrichtung bei hoher Sicherheit und großer Meßzuverlässigkeit. Bei gleichem Leitwert der Kanüle des medizinischen Instrumentes kann mit größerem Volumenstrom gearbeitet werden, ohne durch den Druckabfall in der Kanüle des medizinischen Instrumentes mit Meßwertunsicherheiten bezüglich des Körperhöhlendruckes rechnen zu müssen. Auch ist eine Selbstüberwachung möglich, da bei einer bestimmten Förderleistung der Pumpe vom Druckaufnehmer mindestens der Strömungsdruck angezeigt werden muß. Bei Anzeige des apparativen Druckes in der Perfusionsleitung und des errechneten Druckes in der Körperhöhle kann der Leitwert der Kanüle des medizinischen Instrumentes abgeschätzt werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine Prinzipdarstellung der Vorrichtung zur Perfusion von Körperhöhlen,
Fig. 2 ein Blockschaltbild der Regel- und Meßeinheit der Vorrichtung und
Fig. 3 den Programmablaufplan der Regel- und Meßeinheit.
Die Vorrichtung zur Perfusion von Körperhöhlen 1 umfaßt einen an einem Stativ 2 aufgehängten Vorratsbehälter 3 für eine Perfusions-Flüssigkeit, eine Pumpe 4, die insbesondere als Peristaltikpumpe ausgebildet ist, einen Druckaufnehmer 5, ein medizinisches Instrument 6, insbesondere ein Endoskop, wie z. B. ein Arthroskop, eine Perfusionsleitung 10 aus Schlauchleitungen 7, 8 und 9 sowie eine Regel- und Meßelektronik 12, die über Verbindungsleitungen 13, 14 mit der Pumpe 4 bzw. dem Druckaufnehmer 5 zur Meßwertübertragung elektrisch verbunden ist. Ferner ist der Vorratsbehälter 3 am Stativ 2 über einen Gewichtssensor 15 aufgehängt. An der Pumpe 4 ist ein Drehzahlsensor 16 angebracht. Der Gewichtssensor 15 und der Drehzahlsensor 16 sind mittels Zuleitungen 17, 18 zur Meßwertübertragung mit der Regel- und Meßeinheit 12 verbunden.
Die in der Fig. 2 als Blockschaltbild näher dargestellte Regel- und Meßeinheit 12 umfaßt eine zentrale Recheneinheit (CPU) 20, an welche LED-Anzeigen 21 für die Anzeige des aktuellen Körperhöhlendruckes P IST bzw. des apparativen Druckes P APP angeschlossen ist. Ferner sind ein Programmspeicher 22 und ein Datenspeicher 23 an die zentrale Recheneinheit 20 angeschlossen. Über einen dreikanaligen A/D-Wandler 24 werden die Werte des Volumenstromsensors 15, 16 und des Drucksensors (Druckanzeigers) 5 sowie ferner der eingestellte Solldruck P SOLL über ein Potentiometer 25 der Regel- und Meßeinheit 12 eingegeben. Als Volumenstromsensor wird dabei entweder der Gewichtssensor 15 am Vorratsbehälter 3 für die Perfusionsflüssigkeit oder der Drehzahlsensor 16 an der Pumpe 4 verwendet. Über eine digitale Ein- und Ausgabe 26 können festeingestellte Werte I 1, I 2, M als festeingestellte Leitwerte der Perfusionsleitung 9 zwischen dem Drucksensor 5 und dem medizinischen Instrument 6 sowie des medizinischen Instrumentes 6 selbst eingegeben werden. Ferner können über die digitale Ein- und Ausgabe 26 Steuerungsvorgänge - wie ununterbrochene Perfusion (cont) und unterbrochene Perfusion (int) - eingegeben werden. Die festeingestellten Leitwerte und die vorgegebenen Werte für die unterbrochene oder ununterbrochene Perfusion können mittels an der Gerätevorderseite der Regel- und Meßeinheit 12 angebrachter Drucktasten eingestellt werden. Ferner sind dort die LED-Anzeigen 21 für den Körperhöhlendruck P IST und den apparativen Druck P APP angeordnet. Schließlich sind der Programmspeicher 22 und das Potentiometer 25 für die Sollwerteingabe P SOLL auf der Gerätevorderseite angeordnet.
Die Regel- und Meßeinheit 12 steuert über einen D/A- Wandler 27 und eine Leistungsendstufe 28 den Motor 29 der Pumpe 4.
Die beschriebene Vorrichtung arbeitet gemäß dem in Fig. 3 vereinfacht dargestellten Programmablaufplan der Regel- und Meßeinheit 4. Nach dem Auslösen des Startimpulses in Stufe 1 wird in Stufe 2 der vom Drucksensor 5 gemessene Druckwert über den A/D-Wandler 24 gewandelt und der zentralen Recheneinheit 20 eingegeben und als Druckwert P GEM abgespeichert. In Stufe 3 wird der über den Sensor 15 oder 16 ermittelte Volumenstrom SENSOR gemessen, vom A/D-Wandler 24 abgewandelt und als Volumenstrom GEM abgespeichert. In Stufe 4 wird der gegen die Atmosphäre ermittelte Leitwert G des verwendeten medizinischen Instrumentes 6 sowie des Schlauchabschnittes 9 ermittelt oder es wird der Leitwert G VORGABE aus der vorher ausgewählten Speicherstelle I₁, I₂ oder M über die digitale Ein- und Ausgabe 26 eingegeben bzw. entnommen. In Stufe 5 wird der aktuelle Körperhöhlendruck P IST aus den vorher ermittelten Werten nach folgender Formel berechnet:
In Stufe 6 werden der errechnete Körperhöhlendruck P IST und der gemessene apparative Druck P GEM an den LED- Anzeigen 20 angezeigt.
In Stufe 7 wird der Taktgeber für die Drucksteuerungs- Auslösung abgefragt. Sofern sich in Stufe 7 das Resultat "nein" ergibt, wird das Programm zur Stufe 2 zurückgeschaltet. Sofern sich das Ergebnis "ja" ergibt wird Stufe 8 erreicht.
In Stufe 8 wird der Differenzdruck Δ P aus dem Solldruck P SOLL und dem Istdruck P IST nach folgender Formel errechnet:
Δ P = P SOLL - P IST
Sofern in Stufe 9 sich ein Differenzdruck Δ P von größer 10 ergibt, wird der Programmablaufplan über die Zwischenstufe 12 zurückgeschaltet zur Stufe 2. Hierbei wird die Drehzahl N der Pumpe 4 erhöht auf N = N + 10. Sofern der Differenzdruck Δ P kleiner ist als 10, aber noch <2 wird in Stufe 10 über die Zwischenstufe 13 auf Stufe 2 zurückgeschaltet, wobei die Drehzahl N der Pumpe 4 erhöht wird auf N = N + 2. Sofern der Differenzdruck Δ P < 2 ist, wird zur Stufe 11 geschaltet, wobei die Drehzahl N der Pumpe 4 erniedrigt wird auf N = N - 10. Der Programmablauf wird über die Zwischenstufe 14 zurückgeschaltet zur Stufe 2. In den Zwischenstufen 12 bis 14 wird somit durch Erhöhung oder Verringerung der Drehzahl der Pumpe 4 eine Erhöhung oder Verringerung des Volumenstromes bewirkt, wodurch der Druck in der Körperhöhle 1 mittels kontinuierlicher Regelung der Förderleistung der Pumpe 4 unter Berücksichtigung des eingestellten oder errechneten Leitwertes auf einen voreingestellten Wert konstant gehalten wird. Der Volumenstrom wird auch als "FLOW" bezeichnet.

Claims (10)

1. Vorrichtung zur Perfusion von Körperhöhlen mit einer von einem Vorratsbehälter über eine Perfusionsleitung und ein medizinisches Instrument zugeführten Flüssigkeit, mit einer an die Perfusionsleitung angeschlossenen Pumpe, mit einem zwischen der Pumpe und dem medizinischen Instrument an die Perfusionsleitung angeschlossenen Druckaufnehmer und mit einer an den Druckaufnehmer und die Pumpe angeschlossenen Regel- und Meßelektronik, dadurch gekennzeichnet, daß die Regel- und Meßelektronik (12) den aktuellen Druck P IST in der Körperhöhle (1) durch Auswertung des vom Druckaufnehmer (5) gemessenen Druckes (P GEM), des über die Pumpe (4) zugeführten Volumenstromes () und des Leitwertes (G₁) der Perfusionsleitung (9) zwischen dem Druckaufnehmer (5) und dem Instrument (6) sowie des Leitwertes (G₂) des Instrumentes (6) ermittelt und daß der Druck (P IST) in der Körperhöhle (1) durch kontinuierliche Regelung der Förderleistung der Pumpe (4) unter Berücksichtigung der Leitwerte (G₁, G₂) auf einen voreingestellten Wert (P SOLL) konstant gehalten wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitwert (G₁) der Perfusionsleitung (9) zwischen dem Druckaufnehmer (5) und dem medizinischen Instrument (6) und der Leitwert (G₂) des Instrumentes (6) durch Auslösen einer kurzzeitigen Probeförderung der Flüssigkeit mittels der Pumpe (4) durch das medizinische Instrument (6) gegen die Atmosphäre für verschiedene Volumenströme () ermittelt wird und daß die ermittelten Leitwerte (G₁, G₂) in der Regel- und Meßelektronik (12) abgespeichert werden.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitwerte (G₂) verschiedener Instrumente (6) in der Regel- und Meßelektronik (12) vorab abspeicherbar sind.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gewichtssensor (15) am Vorratsbehälter (3) angeordnet und mit der Regel- und Meßelektronik (12) zur Ermittlung des Volumenstromes () verbunden ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Drehzahlsensor (16) an der Pumpe (4) angeordnet und mit der Regel- und Meßelektronik (12) zur Ermittlung des Volumenstromes () verbunden ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Volumenstromsensor am Perfusionsschlauch (10) angeordnet und mit der Regel- und Meßelektronik (12) zur Ermittlung des Volumenstromes () um Null verbunden ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (4) mittels der Regel- und Meßelektronik (12) kurzzeitig stillgesetzt wird und daß in diesem Zustand der dann dem aktuellen Körperhöhlendruck entsprechende statische Druck (P IST) ermittelt und zur Selbstüberprüfung des errechneten Körperhöhlendruckes verwendet wird.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Regel- und Meßelektronik (12) mit LED-Anzeigen (21) zur Anzeige des Körperhöhlendruckes (P IST) und des apparativen Druckes (P APP) versehen ist.
9. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (4) durch einen Vorratsbehälter (3) mit steuerbarer Druckmanschette ersetzt ist.
10. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (4) unter Ausnutzung der Schwerkraft durch einen Vorratsbehälter (3) für die Flüssigkeit mit ausgangsseitig angeordnetem, steuerbaren Volumenstromventil ersetzt ist.
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