DE2120698C3 - Durchflußregelsystem bei der intravenösen Versorgung von Patienten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Durchflußregelsystem bei der intravenösen Versorgung von Patienten, zur Zufuhr einer Flüssigkeit zu einer Injektionsnadel, mit einem ersten Schlauchteil, einem weiteren, mit der Injektionsnadel verbundenen Schlauchteil und einem elastischen Zwischenstück, auf das von einer Klemmvorrichtung ein einstellbarer, konstanter und das Zwischenstück zusammenpressender Querdruck ausübbar ist.

Ein solches Durchflußregelsystem ist bekannt aus der DE-AS 11 45 307. Bei diesem bekannten System handelt es sich darum, eine Durchflußmeßanordnung zu schaffen, die beim Einbau in eine intravenöse Dauertropfinfusionsleitung in der Lage ist, die jeweilige Durchflußmenge genau anzuzeigen. Die Anzeige erfolgt mit Hilfe eines kugelförmigen Strömungsanzeigers, der sich in einem Leitungszweig mit zunehmendem Querschnitt bewegt, so daß seine Position in fester Beziehung zur Menge der durchströmenden Flüssigkeit steht. Die Einstellung der pro Zeiteinheit einem Patienten zuzuführenden Flüssigkeitsmenge erfolgt bei dem bekannten System mit Hilfe einer unterhalb der Durchflußmeßanordnung im Verlauf der Schlauchlei-Hing angeordneten bekannten Schlauchklemme, so daß sich für den Moment uer Einstellung der Schlauchklemme an der Durchflußmeßanordnung auch die eingestellte, durchfließende Menge ablesen läßt. Ein Nachteil dieser bekannten Schlauchklemme, die aus einem um einen Drehzapfen verstellbaren nockenförmigen Druckteil besteht, der den freien Schlauchquerschnitt durch Zusammendrücken verengen und somit die durchfließende Menge verändern kann, liegt darin, daß es nicht möglich ist, die eingestellte Durchflußmenge über einen Zeitraum, der wünschenswerterweise in der Größenordnung von Stunden liegt, auch nur einigermaßen konstantzuhalten.

Andererseits liegt jedoch ein erheblicher Bedarf an Durchflußregelsystemen für die intravenöse Versorgung von Patienten vor, die in der Lage sein sollten, den Durchfluß der Versorgungsflüssigkeit beispielsweise innerhalb eines lediglich um 10% von einem ursprünglich eingestellten Wert abweichenden Durchflußwertes aufrechtzuerhalten. Gerade bei der intravenösen Tropfinfusion werden nicht selten auch medikamentöse Gaben verabreicht, und es ist unbedingt erforderlich, daß die Durchflußraten so, wie sie beispielsweise vom Arzt angegeben und eingestellt werden, über längere Zeiträume mit praktisch vernachlässigbaren Abweichungen aufrechterhalten werden. Die bekannten Schlauchklemmensysteme sind hierzu jedoch nicht in der I age, da sich ständig Abweichungen in der Durchflußmenge von der eingestellten Sollmenge des unter Umständen lebenswichtigen Tropfes ergeben und das Krankenhauspersonal dann, wenn beispielsweise mehrere Patienten je an einer Infusionsvorrichtung hängen, nahezu ununterbrochen allein mit der Kontrolle der eingestellten Durchflußmengen beschäftigt ist.

Von besonderem Nachteil ist bei den bekannten Schlauchklemmen auch der Umstand, daß sich eine erhebliche Empfindlichkeit im Anfangsbereich der Einstellung ergibt, so daß schon geringste Wegänderungen bei der Einstellung der Schlauchklemme zu überproportional großen Durchflußänderungen führen. Die bekannten Schlauchklemmen sind daher insbesondere diffizil und umständlich zu betätigen.

Zur Verdeutlichung der Probleme, die sich bei den bekannten Schlauchklemmen bezüglich einer konstanten Durchflußregelung ergeben, wird an dieser Stelle verwiesen auf die Veröffentlichung in der Zeitschrift USP »United States Pharmacopeial Convention«, März 1972, Seite 72-53. Diesem Artikel läßt sich der dringende Bedarf nach einem standardisierten Durchflußregelsystem bei der intravenösen Versorgung von Patienten entnehmen, da sich herausgestellt hat, daß sämtliche untersuchten Schlauchklemmen nicht in der Lage gewesen sind, die dem Patienten zugeführte Flüssigkeitsmenge innerhalb einer zulässigen Abweichung von ±10% aufrechtzuerhalten.

Es ist nicht möglich, mit letzter Klarheit zu erläutern, warum sich der Durchfluß bei einem Zusammenpressen oder Quetschen eines elastischen Schlauches in der erwähnten unerwünschten Weise über einen bestimmten Zeitraum verändert; einige Gründe mögen darin bestehen, daß die Aufrechterhaltung einer gewünschten, gleichmäßigen Durchflußmenge durch eine Zusammenwirkung einer Kaltflußeinwirkurig auf das zusammengepreßte Material in Verbindung mit einer Kapillarwirkung des Durchflußkanals verhindert wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf der Basis der bekannten Schlauchklemme ein einfaches Durchflußregelsystcm für die intravenöse Versorgung von Patienten zu schaffen, bei dem der Flüssigkcitsdurchfluß über längere Zeiträume innerhalb ganz, enger G renzen konstantgehalten werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von einem Durchflußregelsystem der eingangs genannten Gattung und besteht darin, daß das Zwischenstück eine Vielzahl voneinander getrennter Längsdurchflußkanäle aufweist.

Von besonderem Vorteil ist bei der Erfindung, daß nunmehr Durchflußraten erzielt und aufrechterhalten werden können, die über beliebige Zeiträume gesehen praktisch konstant sind. Die Erfindung ist in der Lage, mit einer Toleranzabweichung von weniger als 5°/c eine einmal eingestellte, einem Patienten intravenös pro Zeiteinheit zuzuführende Flüssigkeitsmenge über Stunden auf dem eingestellten Wert aufrechtzuerhalten, so daß neben einer erheblichen Freistellung im Krankenhauspersonalbereich auch die Gefahr beseitigt wird, daß durch eventuelle Überarbeitung oder Nachlässigkeiten nicht wiedergutzumachende Fehler entstehen können. Besonders vorteilhaft ist bei vorliegender Erfindung auch, daß der Verlauf der Ansprechempfindlichkeit auf die Bewegung der Klemme stark linearsten werden konnte, so daß jeder Klemmstellung beim erfindungsgemäßen Durchflußregelsystem ein deutlich unterschiedlicher Durchfluß zugeordnet ist. Dies erleichtert die anfängliche Einstellung sowie spätere Neueinstellungen, die auch von ungeübten Personen vorgenommen werden können.

Besonders deutlii h wird die überzeugende technische Leistung, die die vorliegende Erfindung erbracht hat, durch Vergleichsversuche, die sich beispielsweise den folgenden Veröffentlichungen entnehmen lassen: »The Nation's Hospitals«, Nr. 3, 1971 sowie »Amer. J. Hosp. Pharm.«, Febr. 1975, Seiten 177—185. Die durchgeführten Vergleichsversuche zeigen, daß auf die Erfindung zurückgehende Durchflußregelsysteme für intravenöse Infusionsvorrichtungen mit einer Präzision bezüglich der Langzeitkonstanz arbeiten, die bisher trotz erheblichen Bedarfs und erheblicher Schwierigkeiten nicht erreicht werden konnte.

Aus der GB-PS 5 02 094 und der DE-AS 12 56 982 sind zwar Absperrventilsysteme bekannt, die den Flüssigkeitsdurchfluß bei Wasserhähnen, Toiletten und dgl. durch Einwirkung auf elastische Schlauchelemente zu regeln vermögen. Ein Vergleich mit der intravenösen Versorgung ist jedoch von vornherein nicht möglich, denn bei der Zuführung einer Flüssigkeit zu einem Patienten mit Hilfe einer Infusionsvorrichtung beträgt die normalerweise einzubringende Flüssigkeitsmenge nicht mehr als etwa 10 bis 2000 ml/h, so daß sich ein absolut laminares Flußmuster ergibt, während bei den bekannten Sperrventilen im Vergleich hierzu ganz erhebliche Wassermengen in turbulenter Bewegungsform bewältigt werden müssen.

So bezieht sich das Absperrventil der DE-AS 12 56 982 darauf, störende Fließgeräuscha, die auf Ablösewirbel und gegebenenfalls Kavitation zurückzuführen sind, zu beseitigen und ein möglichst geräuscharmes Ventil zu schaffen. Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß ein Schlauchstück im Bereich einer möglichen Einschnürung und mindesten·: in einem in Durchströmrichtung darauffolgenden Abschnitt mindestens zwei Längsdurchflußkanäle aufweist. Hierdurch soll erreicht werden, daß eine plötzliche Querschnittserweiterung vermieden wird, die mögliche Ablösungswirbel erzeugt, denn bei Teilöffnung ist die Querschnittscrweiterung beiderseits der Quetschstelle nur geringfügig und bei Vollöffnung liegt überhaupt keine Einschnürung mehr vor. So läßt sich die Turbulenzbildung aufgrund des allmählichen Schließend ein/einer Durchflußkanälc auch gering halten. Bei diesem bekannten Absperrventil ergeben sich, ebenso wie bei dem aub der GB-PS 5 02 094 bekannten Wasserhahn Strömungsgeschwindigkeiten, die mit dem geringen laminaren Fluß intravenöser Systeme nicht vergleichbar sind. Der aus der GB-PS 5 02 094 bekannte Wasserhahn umfaßt ein flexibles Schlauchstück, welches bestimmte Querschnittsformen aufweist, zu denen neben der üblichen Schlauchform auch solche Querschnittsformen gehören, die über mehrere Längsdurchlaßkanäle verfugen. Ein solches flexibles Schlauchstück soll Oszillationen und Vibrationen, die im Ventilbereich verstärkt zu Geräuschen Anlaß geben, vermeiden. Hinweise über Funktion und Vorteile von Druckschläuchen mit mehreren Durchlaßkanälen enthält diese Veröffentlichung nicht.

Ein der GB-PS 5 02 094 sehr ähnliches Durchflußsystem läßt sich schließlich auch noch der GB-PS 9 01 925 als bekannt entnehmen. Auch hier handelt es sich um ein spezielles Ventil, welches so ausgebildet sein soll, daß sich im gesamten Schließbereich von voll geöffnet bis voll geschlossen ein möglichst geräuschloser Betrieb ergibt, der von Vibrationen oder einer Kavitation frei ist. Bei dieser GB-PS sind eine Vielzahl von Möglichkeiten vorgesehen, die unter anderem auch ein Ventilsystem umfassen, welches zwischen zwei beidseitigen Lochsiebplatten elastische, voneinander getrennte Gummiröhren einspannt. Die Betätigung des Ventils erfolgt dann so, daß auf diese Gummiröhren in axialer Richtung, also in Längsdurchflußrichtung, eine Verspannung ausgeübt wird, so daß es zu einem Umknicken oder einer Verzerrung bei gleichzeitiger Unterbindung des Durchflusses durch diese Röhren kommt. Es ist auch möglich und in dieser Patentschrift angesprochen, das Gummiröhrensystem dadurch einstückig auszubilden, daß eine zylindrische Form mit einer Vielzahl von Längsdurchlässen verwendet wird. Auch hier soll eine Ventilverstellung durch Einwirkung eines axialen Drucks erzielt werden, so daß der zylindrische Block zusammengedrückt und sämtliche Durchlässe blockiert werden können.

Sämtliche bekannten Absperrventile sind dazu bestimmt, den Durchfluß größerer, unter erheblichem Druck stehender Flüssigkeitsmengen zu steuern, wobei es auf irgendein Langzeitkonstantverhalten nicht ankommt. Wesentlich sind bei den bekannten Ventilkonstruktionen lediglich die bei Teildurchfluß gegebenenfalls auftretenden Ratter- und Schwinggeräusche, denen durch die Verwendung eines elastischen Ventilmediums mit Längsdurchflußkanälen begegnet werden soll. Es ist jedoch nicht möglich, diese bekannten Großventilkonstruktionen aus ihrem Zusammenhang zu reißen, denn die genannten Schriften enthalten keine Hinweise auf die Möglichkeit des Einsatzes solcher Ventile bei der intravenösen Zuführung von Nährflüssigkeiten mit so geringen Flußraten wie weiter vorn schon angegeben und bei grundsätzlich laminaren Flußbedingungen. Vergleiche sind weder hinsichtlich der Aufgabenstellung, des erzielten Effektes noch der Funktion möglich.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 — 7 angegeben.

Die Erfindung wird nach Aufbau und Wirkungsweise im folgenden anhand der Zeichnung im einzelnen näher erläutert. Hierbei zeigt

F ig. 1 in Seitenansicht und teilweise im Querschnitt einen üblichen Schlauchabschnitt mit einem erfindungsgemäßen Schlauchteil, der mit diesem verbunden ist;

F i g. 2 einen erfindungsgemäßen Schlauchabschnitt

im Querschnitt entlang der Linie 2-2 der Fig. 1,

Fig. 3 in Seilenansicht ein Durchflußregelsystem mit Klemmenmechanismus und Vielkanalschlauch.

F ig. 4 den Kurvenverlauf der Durchflußmcnge in Abhängigkeit von der Zeit bei einem bekannten Durchflußregelsystem,

Fig. 5 einen entsprechenden Kurvenverlauf bei dem erfindungsgemäßen System.

Wie erwähnt, stellt es eine übliche Vcrfahrensmaßnahme dar, eine Klemmenanordnung zu verwenden, um auf diese Weise die Wand einer elastischen Röhre /usammenzudrücken und dadurch die Durchflußmenge durch die Röhre zu verändern. Wird jedoch beispielsweise eine einfache, übliche Röhre bzw. ein Schlauch verwendet, dann verringert sich die Durchflußmcnge, nachdem die Klemme zur Bewirkung einer vorgegebenen Durchflußmenge eingestellt worden ist. während eines bestimmten Zeitraumes erheblich. In F i g. 4 sind zwei Probeversuche dargestellt, und zwar unter Verwendung eines üblichen bekannten Systems, um eine 5%ige Dextrose in einer Wasserlösung zu liefern. In beiden Meßbeispielen wurde die Durchflußmenge anfänglich auf 20 ml pro Stunde eingestellt. Am Ende der ersten Stunde fiel die Durchflußmenge auf Werte zwischen 50 und 60% der ursprünglichen Einstellung, am Ende der zweiten Stunde auf Werte zwischen 37 und 44% und am Ende der dritten Stunde auf Werte zwischen 8 und 24%. Dadurch ergibt sich offensichtlich ein sehr unerwünschter Zustand, insbesondere deshalb, weil es sich um die intravenöse Zuführung von Flüssigkeiten zu einem Patienten handelt.

Wie in den Fig. 1 bis 3 der Zeichnungen dargestellt ist. ist eine übliche, aus einem elastischen biegsamen Male. iai. beispielsweise aus Polyvinylchlorid hergestellte Röhre bzw. ein solcher Schlauch 6. der üblicherweise in Verbindung mit einer Klemmenanordnung 8 verwendet wird, mit einem schlauchförmigen Abschnitt oder Zwischenstück 10 versehen, das aus Gummi oder einem ähnlichen Material besteht. Das Zwischenstück 10 weist eine zylindrische Form auf und kann durch teleskopischc Einführung seiner Endteile in die Schläuche 6 mit jeweils einem Ende von zueinander im Absland angeordneten Schläuchen 6 verbunden werden: eine Sicherung des schlauchförmigen Zwischenstücks 10 in den Röhren 6 kann durch Aufbringen einer geeigneten Klebstoffschicht 12 oder einfach durch Reibungseingriff erreicht werden.

Wie am besten den F i g. 1 und 2 entnommen werden kann, weist das Zwischenstück 10 einen massiven Querschnitt auf und ist mit einer Vielzahl parallel verlaufender Durchlässe 14 versehen, die sich :n Längsrichtung vollständig durch den Schlauchabschnitt erstrecken. Diese Durchlässe 14 sind dabei im wesentlichen in einer relativ gleichmäßigen Abstandsverteilung bzw. in einer Art Muster über den Querschnitt des massiven Schlauches tO verteilt. Fließt also beispielsweise eine Flüssigkeit, wie in F i g. 3 dargestellt, nach unten durch den oberen Schlauchabschniti 6. dann durchsetzt die Flüssigkeit schließlich die Kanäle 14 in dem Schlauchabschnitl 10 und dringt von dort wieder in den unteren Schlauchabschnitt 6 vor.

Um die Durchflußmenge an Flüssigkeit zu kontrollieren, wird die Klcmmcnanordnung 8 so angebracht, daß sie in Verbindung mit dem schlauchförmigen Zwischenstück 10 verwendet werden kann. Wie der F i g. 3 entnommen werden kann, besteht die Klcmmcnanordnung aus einem Grundieil 16 mit einer rückwärtigen

Wand 18. die gegen die eine Seite der Schlauchteile angeordnet ist. und aus Seitenwänden 20. die sich, wie beispielsweise im US-Patent 30 34 504 angegeben, an die anderen Seiten der Schlauchteile und des Zwischenstücks anschließen. Über einen Stift bzw. eine Welle 22

ίο ist mit den Seitenwänden ein von Hand zu betätigender, nockenförmiger Schalter 24 bzw. eine Einstellanordnung vorgesehen, wobei die Nockcnflächc 26 von einer Lccrstellung aus. in welcher sie zu der Vorderseite des Zwischenstücks im Absland befindlich ist. in eine wirksame Klemmstellung bewegt werden kann, wobei das Zwischenstück zwischen der Rückwand 18 und dem Nockenbereich 26 zusammengepreßt wird. Wie dargestellt und wie der F i g. 3 entnommen werden kann, ist die Rückwand 18 langer als der .Schlauchabschnitt 10, so daß die Klcmmcnanordnung mit den herangeführten Schlauchteilen 6 verklebt werden kann und die Haltewirkung nicht allein auf der Verbindung mit dem Zwischenstück beruht. Schließlich muß noch darauf hingewiesen werden, daß die Rückwand 18 eine flachverlaufende konkave Krümmung 28 im Bereich des Schlauchabschnittes 10 ausführt, so daß bei Betätigung der Nockenscheibe eine größere Oberfläche der Klemmwirkung ausgesetzt wird: dabei weist ein Teil der Nockenscheibe eine im wesentlichen komplementär verlaufende, konvexe Krümmung auf.

Der Hauptgrund, den Klemmengrundteil eher mit den Schlauchtcilcn 6 und weniger mit dem Zwischenstück zu verbinden, ist darin zu sehen, daß Abweichungen in der Durchflußmenge vermieden werden sollen.

wenn an einem der Schläuche gezogen wird b/.w. diese in ihrer Lage verändert werden.

Auf jeden Falle ergibt sich bei Betätigung der Nockenscheibe ein Zusanimcnquetschen des Zwischenstücks 10. wobei das Ausmaß der Quetschung von der Position der Nockenscheibe abhängt. In den in F i g. 5 dargestellten Diagrammen sind Kurvenverläufe der eingestellten Durchflu.ßmenge über der Zeit angegeben, die für jede beliebige Quetschposition der Nockenscheibe gültig sind und die prozentuale Veränderung der eingestellten Durchflußmenge über der Zeit in Stunden /eigen. Weiter vorn ist schon ausgeführt worden, daß bei einer bekannten Schlauchklemme eine ursprüngliche Einstellung auf eine Durchflußmenge von 100°/» nach einem Zeitraum von drei Stunden auf lediglich noch 8% abgesunken war. Unter Verwendung der erfindungsgemäßen Anordnung, wie sie in F i g. 2 dargestellt ist. und wobei in ähnlicher Weise eine 5%ige Dextrose in Wasserlösung verwendet wurde, erfolgte bei einer anfänglichen Durchflußmenge von 20 ml pro Stunde im wesentlichen sofort eine Abnahme der Durchflußmenge auf etwa 94 bis 97% der eingestellten Menge. Dabei verblieb jedoch nach zwei Stunden die Durchflußmenge bei den beiden ausgeführten Tcstvcrsuchen auf etwa 90% bzw. 18 ml pro Stunde, was sich entscheidend von einer auf 8% abgefallenen Durchflußmenge bei einer üblichen Klemmcnanordnung unlerscheidet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Durchflußregelsystem bei der intravenösen Versorgung von Patienten, zur Zufuhr einer Flüssigkeit zu einer Injektionsnadel, mit einem ersten Schlauchteil, einem weiteren, mit der Injektionsnadel verbundenen Schlauchteil und einem elastischen Zwischenstück, auf das von einer Klemmvorrichtung ein einstellbarer, konstanter und das Zwischenstück zusammenpressender Querdruck ausübbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenstück (10) eine Vielzahl voneinander getrennter Längsdurchflußkanäle (14) aufweist.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das verformbare Zwischenstück (10) aus Gummi und die Schlauchteile (6) aus Polyvinylchlorid bestehen.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlauchteile (6) teleskopartig auf das Zwischenstück (10) aufgeschoben sind.

4. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenstück einen konstanten Querschnitt aufweist, und daß die Durchflußkanäle (14) aus in Längsrichtung durch das Material des Zwischenstücks laufenden Öffnungen bestehen.

5. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen über den Leitungsquerschnitt gleichmäßig verteilt sind.

6. System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmvorrichtung (8) gebildet ist von einer rückwärtigen Wand (18), an welcher das Zwischenstück (10) anliegt, und aus einer auf der anderen Seite des Zwischenstücks angeordneten Nockenscheibe (24).

7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand (18) eine konkave und die zugeordnete Nockenscheibe (24) eine komplementär verlaufende konvexe Krümmung (26) aufweist.