DE10025202A1 - Gas dosing device with catheter - Google Patents

Gas dosing device with catheter

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DE10025202A1 DE2000125202 DE10025202A DE10025202A1 DE 10025202 A1 DE10025202 A1 DE 10025202A1 DE 2000125202 DE2000125202 DE 2000125202 DE 10025202 A DE10025202 A DE 10025202A DE 10025202 A1 DE10025202 A1 DE 10025202A1
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Abstract

The invention relates to a gas supply system comprising a gas dosing unit (1) and at least one catheter (4) for local administration of a gas or aerosol in an area of action, especially in the lungs. The gas supply system enables direct dosing of a therapy gas which does not sustain respiration in the respiratory tract.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gasdosiergerät mit Katheter.The invention relates to a gas metering device with a catheter.

Geräte zur Beatmung werden eingesetzt für die maschinelle Beatmung, für die A­ naesthesie und für die Atemtherapie durch Behandlung mit Gasen, z. B. Sauerstoff­ spende oder Behandlung mit Stickstoffmonoxid (NO).Ventilation devices are used for mechanical ventilation, for the A nesthesia and for respiratory therapy by treatment with gases, e.g. B. oxygen donate or treat with nitric oxide (NO).

Ein Inhalations-Anästhesiegerät wird beispielsweise beschrieben in DE 37 12 598 A1. Es dient zur Dosierung von Narkosegas in das Atemgas.An inhalation anesthesia device is described for example in DE 37 12 598 A1. It is used to dose anesthetic gas into the breathing gas.

Ein Gerät zur Zufuhr von Atemgas oder Sauerstoff zu einem Patienten wird in DE 43 09 923 A1 beschrieben.A device for delivering breathing gas or oxygen to a patient is in DE 43 09 923 A1 described.

DE 43 25 319 C1 beschreibt ein Gerät zur kontinuierlichen Dosierung von NO zur Atemluft von Patienten, enthaltend einen Respirator, einen NO-Dosierbehälter, eine Dosiereinheit mit Steuergerät und einen Analysator zur Bestimmung der NO- Konzentration in der Atemluft. Das Steuergerät (Kontroll- und Regeleinheit) über­ nimmt die Dosierung des zu dosierenden NO durch Bestimmung der Volumenströme von Atemgas und NO unter Berücksichtigung des NO-Analysewertes. Die NO- Dosierung erfolgt volumenproportional oder volumenstromproportional, so daß die NO-Konzentration im Atemgas immer konstant gehalten wird. Die technischen Grundzüge der NO-Dosierung in der NO-Therapie werden beschrieben in: "C. Krebs et al., Technological basis for NO application and environmetal security, Acta A­ naesthesiologica Scandinavica Supplement 109, Vol. 40, 1996; S. 84-87".DE 43 25 319 C1 describes a device for the continuous dosing of NO to the breathing air of patients, containing a respirator, a NO dosing container, a dosing unit with control unit and an analyzer for determining the NO concentration in the breathing air. The control unit (control and regulating unit) takes over the dosing of the NO to be dosed by determining the volume flows of breathing gas and NO taking into account the NO analysis value. The NO dosing is proportional to the volume or proportional to the volume flow, so that the NO concentration in the breathing gas is always kept constant. The technical principles of NO dosing in NO therapy are described in: "C. Krebs et al., Technological basis for NO application and environmental security, Acta A naesthesiologica Scandinavica Supplement 109 , Vol. 40, 1996; p. 84- 87 ".

In WO 98/31282 (interne Bezeichnung TMG 2028/67) wird ein Gasversorgungssys­ tem für beatmete oder spontanatmende Patienten beschrieben, bei dem ein oder mehrere Gase (z. B. NO, Sauerstoff) mittels einer Steuerung (Programmsteuerung, Sensorsteuerung oder kombinierte Programm-/Sensorsteuerung) ungleichmäßig (kontinuierlich oder diskontinuierlich) in das Atemgas in einem Beatmungsschlauch dosiert werden. In WO 98/31282 (internal designation TMG 2028/67), a system described Gasversorgungssys for mechanically ventilated or spontaneously breathing patients, in which one or more gases (eg., NO, oxygen) by means of a control (program control, sensor control, or a combined program / Sensor control) be metered unevenly (continuously or discontinuously) into the breathing gas in a breathing tube.

Bei medizinischen Anwendungen, bei denen Gase in der Lunge zur Wirkung kom­ men, besteht oft das Problem, die tatsächliche in der Lunge befindliche Gaskonzent­ ration zu bestimmen. Es treten Gasverluste im Nasalbereich sowie Strömungs- und Homogensisierungsverluste im Rachenraum und der Trachea auf, die nicht quantifi­ ziert werden können.In medical applications in which gases in the lungs come into effect Often the problem is the actual gas concentration in the lungs ration to determine. There are gas losses in the nasal area as well as flow and Homogenization losses in the pharynx and trachea that are not quantifi can be decorated.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gerät für eine effektivere Versorgung von Patienten mit einem oder mehreren Gasen zu schaffen.The invention has for its object a device for a more effective supply by creating patients with one or more gases.

Gelöst wurde die Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den in Anspruch 1 beschriebe­ nen Merkmalen.The object was achieved by a device with the description in claim 1 characteristics.

Gasversorgungssysteme sind Anordnungen oder Vorrichtungen, die einem Patienten ein oder mehrere Gase zuführen oder für die Atmung bereitstellen. Die Gase, insbe­ sondere medizinische Gase, werden vorzugsweise mit Luft, einem Atemgas oder Sauerstoff gemischt, so daß Gasgemische erhalten werden, die die Atmung unter­ halten. Ein Gasversorgungssystem ist z. B. ein Beatmungssystem mit Beatmungsge­ rät und Gasdosiervorrichtung für ein oder mehrere Gase. Ein Beatmungssystem be­ steht beispielsweise aus Schlauchverbindungen oder Gasleitungen, Gasquelle, Gas­ dosiervorrichtung (Gasdosiereinheit), Atemmaske, vorzugsweise einem Atemgasan­ feuchter und gegebenenfalls einem oder mehreren Gasfiltern (z. B. NO2-Filter). Be­ atmungssysteme mit einem Beatmungsgerät werden im allgemeinen für die stationä­ re Behandlung von Patienten eingesetzt. Gasversorgungssysteme können stationäre oder mobile, insbesondere tragbare Geräte sein. Gasversorgungssysteme gemäß der Erfindung dienen bevorzugt zur Behandlung von Mensch oder Säugetier mit ei­ nem oder mehreren Gasen, insbesondere zur inhalativen Behandlung der Lunge.Gas supply systems are arrangements or devices that deliver one or more gases to a patient or make them available for breathing. The gases, in particular special medical gases, are preferably mixed with air, a breathing gas or oxygen, so that gas mixtures are obtained which keep breathing under. A gas supply system is e.g. B. advises a ventilation system with Beatmungsge and gas metering device for one or more gases. A respiratory system consists, for example, of hose connections or gas lines, gas source, gas metering device (gas metering unit), breathing mask, preferably a humid breathing gas and optionally one or more gas filters (e.g. NO 2 filter). Ventilation systems with a ventilator are generally used for the inpatient treatment of patients. Gas supply systems can be stationary or mobile, especially portable devices. Gas supply systems according to the invention are preferably used for the treatment of humans or mammals with one or more gases, in particular for the inhalative treatment of the lungs.

Bei dem Gasversorgungssystem gemäß der Erfindung erfolgt die Dosierung des Ga­ ses im allgemeinen nicht in das Atmungsgas, sondern wird über eine Gaszuführung, an die ein Katheter angeschlossen ist, direkt zum Wirkort, in der Regel in der Lunge, geleitet. Das Gas muß daher nicht die Atmung unterhalten. Es kann daher das Gasversorgungssystem zur Verabreichung sowohl eines atembaren Gases als auch ei­ nes die Atmung nicht unterhaltenden Gases eingesetzt werden. Als Gas werden Reingase, Gasgemische oder Aerosole verstanden.In the gas supply system according to the invention, the Ga is metered it is generally not in the breathing gas, but is supplied via a gas supply, to which a catheter is connected, directly to the site of action, usually in the lungs, headed. The gas therefore does not have to keep breathing. It can therefore be the gas supply system  for administration of both a breathable gas and egg nes breathing gas is not used. As a gas Clean gases, gas mixtures or aerosols understood.

Ein Beatmungssystem, das mit Änderungen als Gasversorgungssystem eingesetzt werden kann, ist beispielsweise in DE 43 25 319 C1 beschrieben, worauf Bezug ge­ nommen wird.A respiratory system that used changes as a gas supply system can be described for example in DE 43 25 319 C1, to which reference ge is taken.

Die Gasdosierung, das heißt Gas- oder Aerosoldosierung, über den Katheter erfolgt kontinuierlich oder diskontinuierlich, insbesondere sequentiell (gepulst), während der Inspiration oder der Exspiration. Das Gasversorgungssystem arbeitet vorteilhaft ge­ steuert, entsprechend dem in WO 98/31282 (interne Bezeichnung TMG 2028/67) beschriebenen Gasversorgungssystem für beatmete oder spontanatmende Patien­ ten, worauf Bezug genommen wird.The gas metering, ie gas or aerosol metering, via the catheter is carried out continuously or discontinuously, in particular sequentially (pulsed), during inspiration or expiration. The gas supply system works advantageously ge controls the in WO 98/31282 (internal designation TMG 2028/67) th gas supply system for mechanically ventilated or spontaneously breathing patien described accordingly is taken to which reference.

Die Gasversorgungssysteme sind so aufgebaut, daß sie das Dosiergas direkt in den Katheter leiten.The gas supply systems are designed so that they feed the dosing gas directly into the Lead the catheter.

Der Zeitpunkt der Dosierung kann über Aufnahme eines Unterdrucks (Spontanatmer) oder Aufnahme eines Flows (künstliche Beatmung) erfolgen.The time of dosing can be determined by taking a vacuum (spontaneous breathing) or recording a flow (artificial respiration).

Prinzipiell gibt es keine Einschränkungen bei der Wahl der Katheter. (Materialien ent­ sprechend den Gaseigenschaften).In principle there are no restrictions in the choice of catheters. (Materials ent speaking of the gas properties).

Grundsätzlich ist es sinnvoll alle Arten von Gasen zu dosieren, wobei die Dosierung des Atemgases aufgrund der hohen Menge über die herkömmlichen Atemwege er­ folgt.Basically, it makes sense to dose all types of gases, the dosage of the breathing gas due to the high amount via the conventional airways follows.

Durch die direkte Applikation des Gases in der Lunge kann der Beatmungsdruck ge­ senkt werden, was den Patienten entlastet. The direct application of the gas in the lungs can reduce the ventilation pressure be reduced, which relieves the patient.  

Der übliche Gasverlust bei der Verabreichung von Gasen in die Lunge wird durch den Einsatz eines Katheters, der in die Trachea geführt wird, vollständig eliminiert.The usual gas loss when administering gases to the lungs is caused by the Use of a catheter that is inserted into the trachea is completely eliminated.

Mit einem oder mehreren Kathetern werden medizinische Gase oder Aerosole dem Patienten zugeführt.With one or more catheters, medical gases or aerosols become that Fed to patients.

Die gewünschte Gaskonzentration kann direkt am Kathetereingang angelegt werden, so daß das Gas vollkommen verlustfrei die gewünschten Lungenareale erreicht. Da­ bei können je nach Anzahl der verlegten Katheter mehrere Gase gleichzeitig in den Körper geleitet werden. Durch die Katheter können die Gase an jede beliebige Stelle im Atemweg, insbesondere vom Tubus bis hin zum Alveolbereich, geleitet werden. Dadurch ist eine lokale und selektive Therapie möglich. Bei der NO-Verabreichung kann dadurch eine viel geringere NO-Menge direkt in die Lungenbezirke geleitet wer­ den ohne den Therapieeffekt zu verschlechtern. Durch die geringere NO-Menge er­ höht sich relativ betrachtet die O2-Menge, was zu einer Verbesserung des PaO2- Wertes führt. Außerdem ist die Gefahr einer NO2-Bildung minimiert, da NO und O2 erst in den Lungenbezirken vermischt werden.The desired gas concentration can be applied directly to the catheter entrance, so that the gas reaches the desired lung areas with no loss. Depending on the number of catheters installed, several gases can be conducted into the body at the same time. The gases can be directed through the catheter to any point in the airway, in particular from the tube to the alveolus area. This enables local and selective therapy. When administering NO, a much smaller amount of NO can be passed directly to the lung areas without worsening the therapeutic effect. The lower amount of NO increases the amount of O 2 in relative terms, which leads to an improvement in the PaO 2 value. In addition, the risk of NO 2 formation is minimized, since NO and O 2 are only mixed in the lung areas.

Der Katheter zur Gaszuführung wird sowohl bei beatmeten wie bei spontanatmenden Patienten mit Vorteil eingesetzt.The gas supply catheter is used for both ventilated and spontaneously breathing Patients used with advantage.

Durch die genaue Verlegung des Katheters können genau die gewünschten Areale angeströmt werden, so daß eventuelle Nebenwirkungen bei gesunden Arealen nicht zum Tragen kommen.Due to the precise laying of the catheter, the desired areas can be exactly be flown so that possible side effects in healthy areas are not come to fruition.

Strömt man alle Areale in der Lunge an (auch die gesunden) so steigt der Anteil des Dosiergases, was wiederum je nach Gas, zu einer unerwünschten Absenkung des PaO2 führen kann. Daher sollten wirklich nur selektiv die betroffenen Areale in der Lunge angeströmt werden, um den Dosiergasanteil möglichst gering zu halten. If you flow to all areas in the lungs (including the healthy ones), the proportion of the metering gas increases, which in turn, depending on the gas, can lead to an undesirable lowering of the PaO 2 . Therefore, the affected areas in the lungs should really only be subjected to selective flow in order to keep the proportion of dosing gas as low as possible.

Bei Erkrankungen, bei denen es zu einer teilweisen Kollabierung der Alveolen kommt (Fibrose), ist der Einsatz des Gasversorgungssystem gemäß der Erfindung beson­ ders vorteilhaft.For diseases in which there is a partial collapse of the alveoli (Fibrosis), the use of the gas supply system according to the invention is special another advantage.

Die Anwendung des Gasversorgungssystem mit Katheter kann bei allen Arten von Lungenkrankheiten zum Einsatz kommen wie z. B. chronische Bronchitis, Asthma, Fibrose, Emphysem und ARDS. Als Gase bzw. Aerosole werden z. B. Gase, Enthal­ tend NO, H2, He, O2, N2O, Halothan, Iloprost(Ilomedin), Prostazyklin, H2O, Koch­ salzlösung (sahne solution), CO2 oder Isofluran, eingesetzt. Die Anwendung Erfolgt sowohl bei Sponatatmern als auch bei künstlich beatmeten Patienten.The use of the gas supply system with catheter can be used for all types of lung diseases such as B. chronic bronchitis, asthma, fibrosis, emphysema and ARDS. As gases or aerosols such. B. gases, enthaling NO, H 2 , He, O 2 , N 2 O, halothane, iloprost (Ilomedin), prostacyclin, H 2 O, cooking salt solution (cream solution), CO 2 or isoflurane, used. The application is carried out both in breathers and in artificially ventilated patients.

Besonders vorteilhaft werden an dem Katheter ein oder mehrere Sensoren angeord­ net. Der Sensor ist beispielsweise ein Gassensor zur Bestimmung der Konzentration eines dosierten Gases oder einer dosierten Gaskomponente (z. B. NO, CO2 oder O2). Damit ist die Bestimmung der lokalen Gaskonzentration am Wirkort möglich. Vorteil­ haft ist auch die Verwendung eines Drucksensors. Geeignete Mikrosensoren sind beispielsweise von Herzkathetern bekannt (z. B. entwickelt von der Fraunhofer- Gesellschaft für Mikrosystemtechnik oder US 4,815,472).One or more sensors are particularly advantageously arranged on the catheter. The sensor is, for example, a gas sensor for determining the concentration of a metered gas or a metered gas component (e.g. NO, CO 2 or O 2 ). This makes it possible to determine the local gas concentration at the site of action. The use of a pressure sensor is also advantageous. Suitable microsensors are known, for example, from cardiac catheters (for example, developed by the Fraunhofer Society for Microsystem Technology or US 4,815,472).

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert.The invention is explained with reference to the drawing.

Fig. 1 zeigt schematisch, wie ein Katheter zur lokalen Gasdosierung in der Lunge angeordnet wird. Fig. 1 shows schematically how a catheter for local gas metering is arranged in the lungs.

Fig. 2 zeigt die Anordnung zweier Katheter zur lokalen Gasdosierung (gleiche oder verschiedene Gase) in verschiedenen Lungenbereichen. Fig. 2 shows the arrangement of two catheters for local gas metering (same or different gases) in different lung areas.

Fig. 3 zeigt ein Schema eines Systems zur lokalen Gasdosierung mit einem Katheter bei einem Spontanatmer (Atemspende). FIG. 3 shows a diagram of a system for local gas metering with a catheter in the case of a spontaneous breather (breathing donation).

Fig. 4 zeigt ein Schema eines Systems zur lokalen Gasdosierung mit einem Katheter bei einem maschinell beatmeten Patienten. Fig. 4 is a diagram showing a system for local gas metering with a catheter in a mechanically ventilated patient.

Das in Fig. 3 gezeigte Gas- oder Aerosol-Dosiergerät 1 erkennt über eine Unter­ druckmessung 2, die mit dem Patienten verbunden ist, einen Atemzug und dosiert aus dem Gas- oder Aerosol-Vorratsbehälter 3 über den in die Lunge gelegten Ka­ theter 4 die voreingestellte Menge des jeweiligen Gases oder Aerosols.The gas or aerosol metering device 1 shown in FIG. 3 detects a breath via an underpressure measurement 2 , which is connected to the patient, and doses from the gas or aerosol storage container 3 via the catheter 4 placed in the lungs preset amount of the respective gas or aerosol.

Fig. 4 zeigt schematisch, wie ein Patient über einen Beatmungsschlauch 5 mit dem Respirator 6 verbunden ist. Über eine Flowmessung 7 erkennt das Gas- oder Aero­ sol-Dosiergerät 1 den jeweiligen Beatmungszustand. Das Gas oder Aerosol wird ge­ mäß der Einstellung am Dosiergerät 1 aus dem Gas- oder Aerosol-Vorratsbehälter 3 über den in die Lunge gelegten Katheter 4 dosiert. FIG. 4 shows schematically how a patient is connected to the respirator 6 via a ventilation hose 5 . The gas or aerosol metering device 1 recognizes the respective ventilation state via a flow measurement 7 . The gas or aerosol is metered according to the setting on the metering device 1 from the gas or aerosol storage container 3 via the catheter 4 placed in the lungs.

BezugszeichenlisteReference list

11

Gas- oder Aerosol-Dosiergerät
Gas or aerosol dosing device

22

Unterdruckmessung
Vacuum measurement

33rd

Gas- oder Aerosol-Vorratsbehälter
Gas or aerosol storage container

44

Katheter mit Gaszuleitung
Catheter with gas supply

55

Beatmungsschlauch
Breathing tube

66

Respirator
respirator

77

Flowmessung
Flow measurement

88th

, ,

99

Katheter
catheter

Claims (8)

1. Gasversorgungssystem mit mindestens einem Katheter (4).1. Gas supply system with at least one catheter ( 4 ). 2. Gasversorgungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ka­ theter (4) zur Einführung in den Atemweg und/oder in die Lunge von Mensch oder Säugetier geeignet ist.2. Gas supply system according to claim 1, characterized in that the Ka theter ( 4 ) is suitable for introduction into the airway and / or into the lungs of humans or mammals. 3. Gasversorgungssystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasversorgungssystem eine Gasdosiereinheit (1) enthält, die ein Gas oder Aerosol über den Katheter (4) an einem Wirkort dosiert.3. Gas supply system according to claim 2 or 3, characterized in that the gas supply system contains a gas metering unit ( 1 ) which doses a gas or aerosol via the catheter ( 4 ) at a site of action. 4. Verfahren zum Betrieb eines Gasversorgungssystems nach einem der An­ sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein atembares oder die Atmung nicht unterhaltendes Gas oder Aerosol über ein Katheter (4) dosiert wird.4. A method for operating a gas supply system according to one of claims 1 to 3, characterized in that a breathable or non-entertaining gas or aerosol is metered through a catheter ( 4 ). 5. Verwendung eines oder mehrerer Katheter (4) bei der Dosierung eines Gases oder Aerosols.5. Use of one or more catheters ( 4 ) in the metering of a gas or aerosol. 6. Verwendung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Katheter (4) ein Sensor angeordnet ist.6. Use according to claim 5, characterized in that a sensor is arranged on the catheter ( 4 ). 7. Verwendung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das dosierte Gas NO, H2, He, O2, N2O, CO2, Halothan, Iloprost, Prostazyklin, H2O, Kochsalzlösung oder Isofluran enthält.7. Use according to claim 5, characterized in that the metered gas contains NO, H 2 , He, O 2 , N 2 O, CO 2 , halothane, iloprost, prostacyclin, H 2 O, saline or isoflurane. 8. Katheter (4), an dem ein Sensor angeordnet ist.8. Catheter ( 4 ) on which a sensor is arranged.
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