DE2121740A1

DE2121740A1 - Druckwandler

Info

Publication number: DE2121740A1
Application number: DE19712121740
Authority: DE
Inventors: Rud Frik; Jensen Jens Herman; Nakskov Madsen (Däänemark)
Original assignee: Danske Sukkerfabrikker AS
Current assignee: Danske Sukkerfabrikker AS
Priority date: 1970-05-04
Filing date: 1971-05-03
Publication date: 1971-12-02
Also published as: NL7106111A; FR2091101A5; DK123336B; GB1293712A; US3713341A

Description

betreffend Druckwandler

Die Erfindung bezieht sich auf einen Druckwandler zur Verwendung in Verbindung mit einer Vorrichtung zum Durchführen von Druckmessungen in Flüssigkeitsleitungsanordnungen außerhalb des menschlichen Körpers und betrifft insbesondere einen Blutdruckwandler oder Aufnehmer zur Verwendung in Verbindung mit einem Hämodialysator, einer Herz-Lungen-Maschine oder einer Blutbestrahlungseinrichtung, bei welcher ein Seil des das Herz parierenden Blutes oder die gesamte Blutmenge durch einen äußeren Kreislauf geleitet wird. Der erfindungsgemäße Druckwandler eignet sich ferner zum Durchführen von Druckmessungen bei der enteralen und der parenteral en Flüssigkeitstherapie, denn durch das Messen des Drucks der einströmenden Flüssigkeit kann die Therapie überwacht oder geregelt werden, und erwünschte oder unerwünschte Erscheinungen lassen sich durch die Beobachtungen von Druckänderungen nachweisen·

Bei derartigen mit Flüssigkeiten arbeitenden Einrichtungen, insbesondere solchen, bei denen mit menschlichem Blut gearbeitet wird, besteht die Gefahr einer Infektion mit Bakterien, Viren usw., wenn bei verschiedenen Patienten die gleiche Einrichtung benutzt wird. Im Hinblick hierauf

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müssen solche Einrichtungen einer wiederholten Reinigung und Sterilisation standhalten, und sie dürfen keine toxischen Wirkungen hervorrufen} infolgedessen sind die Herstellungskosten solcher Einrichtungen hoch. Ferner wird ihre Verwendung dadurch noch kostspieliger, daß sie mit der Hand gereinigt und danach durch die Einwirkung von Wärme oder auf chemischem Wege sterilisiert werden müssen.

Es ist "bereits bekannt, "bei Kreisläufen außerhalb des menschlichen Körpers Blutdruckmessungen mit Hilfe von Druckmessern durchzuführen, die mit einer Köhrenfeder oder einer Quecksilbersäule arbeiten oder elektrische Druckwandler umfassen. Bei solchen Druckwandlern wird die aufgebrachte Druckkraft durch induktive oder kapazitive Wandlermittel in ein elektrisches Signal umgesetzt. Die Verbindung zwischen dem Blutkreislauf und der Druckmeßvorrichtung wird normalerweise mit Hilf© eines !-Stücks hergestellt, das in die Leitungsanordnung eingeschaltet wird, die von dem Blut durchströmt wird. Bei dem Verbindungsstück zwischen dem T-Stück und der Druckmeßvorrichtung ist gewöhnlich dafür gesorgt, daß eine eingeschlossene Luftmenge vorhanden ist, wobei das Blut nicht in direkte Berührung mit der Druckmeßvorrichtung kommt. Ei$ Nachteil diesfej. Anordnung besteht darin, daß dann, wenn Blut in dem Verbindungsstück zwischen dem Ϊ-Stück und der Druckmeßvorrichtung vorhanden ist, dieses Blut sehr leicht gerinnt und Gerinnsel bildet j selbst bei einer geringen Undichtigkeit oder bei einer mäßigen Erhöhung des Drucks besteht hierbei die Gefahr, daß sich das Verbindungsstück und die Druckkammer der Druckmeßvorrichtung teilweise oder vollständig mit Blut füllt, so daß die Gefahr des Gerinnens des Blutes besteht, und daß die betreffenden T-. ile in jedem Fell gereinigt werden müssen.

Um diese Nachteile zu vermeiden, sieht die Erfindung nunmehr einen Druckwandler der genannten Art vor, der ein ■Gehäuse umfaßt, in welchem eine ebene kembran angeordnet ist,

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die in dem Gehäuse eine Druckkammer dicht abschließt, sowie ein Druckübertragungselement, das mit der von der Druckkammer abgewandten Seite der Membran zusammenarbeitet, wobei das Gehäuse mit einem Einlaß und einem Auslaß versehen ist, damit eine Flüssigkeit durch die Druckkammer geleitet werden kann.

Wird der erfindungsgemäße Druckwandler bei einem Flüssigkeit skr ei si auf verwendet, bei dem Druckänderungen gemessen werden sollen, strömt die flüssigkeit als ununterbrochener Strom durch den Einlaß, die Druckkammer und den Auslaß, um dann dem Flüssigkeitskreislauf wieder zugeführt zu werden. Hierbei wirkt der Druck der Flüssigkeit auf die Membran, welche die aufgebrachte Kraft aux eine mechanische oder elektrische Meß- oder überwachungsvorrichtung überträgt. Somit kommt die Flüssigkeit nur mit dem Druckwandler in Berührung. Da die gesamte durch einen Kreislauf außerhalb des menschlichen Körpers strömende Flüssigkeit den Druckwandler ununterbrochen durchströmt, wird somit für den Fall, daß mit Blut gearbeitet wird, die Gefahr des Entstehens von Blutgerinnseln vermieden.

Um das Herstellen und Zusammenbauen des Druckwandlers zu vereinfachen, kann sich des Gehäuse aus zwei miteinander verbundenen Bauteilen zusammensetzen, zwischen denen die ä

Membran an ihrem Hand so eingespannt ist, daß sie in dem Gehäuse zwei getrennte Kammern abgrenzt, von denen die eine als Druckkammer benutzt wird.

Das Druckübertragungsglied bildet eine zuverlässige Unterstützung für die Llembran, wenn es in zentraler Lage und bewegbar auf der von der Druckkammer abgewandten Seite der membran angeordnet und mit einem Ansatz versehen ist, der durch eine Öffnung des zugehörigen Gehäuseteils nach außen ragt. Da eine solche zuverlässige Unterstützung der Membran gewährleistet ist, kann man die Membran sehr dünn ausbilden.

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Ferner sind mindestens diejenigen Teile der Vorrichtung, die in Berührung mit der Flüssigkeit kommen, aus einem Kunststoff hergestellt, so daß sich der Druckwandler mit geringen Kosten herstellen läßt und es auf wirtschaftliche Weise möglich ist, die Vorrichtung und die zugehörigen Leitungen jeweils nur zum einmaligen Gebrauch vorzusehen. Somit sieht die Erfindung eine jeweils nur einmal zu benutzende Vorrichtung zum Messen eines Flüssigkeitsdrucks vor, so daß ein erneutes Sterilisieren von in Berührung mit der Flüssigkeit kommenden Teilen.vermieden ist. Der Druckwandler wird vorzugsweise so ausgebildet, daß er sich leicht in einen dazu passenden Halter, z.B. eine Dialysevorrichtung, einführen und später wieder von dieser Vorrichtung trennen läßt. Außerdem soll das Gehäuse so konstruiert sein, daß eine gegen mechanische Einflüsse empfindliche Flüssigkeit wie Blut sehr schonend behandelt wird.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Fig. 1 ist ein Schnitt längs der Linie I-I in Fig« 2 und zeigt eine Ausführungsform eines Druckwandlers nach der Erfindung.

Fig. 2 zeigt den Druckwandler nach Fig. 1 im Grundriß bei Betrachtung der die Leitungsanschlüsse tragenden Seite.

Fig. 3 veranschaulicht die Benutzung des erfindungsgemäßen Druckwandlers bei der intravenösen Infusion einer Flüssigkeit.

Gemäß Fig. 1 sind ein oberes Gehäuseteil 1 und ein unteres, einen Deckel bildendes Gehäuseteil 2 vorgesehen, die zusammen das Gehäuse der Vorrichtung bilden. Das obere Gehäuseteil 1 ist mit zwei Anschlußstutzen 5 versehen, die in Verbindung mit dem Inneren des Gehäuses stehen. Das obere

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Gehäuseteil 1 weist nahe seinem Rand auf seiner Innenseite eine Schulter 4- auf, an der sich der Hand einer dünnen Membran 5 aus Kunststoff abstützt. Die Membran wird längs ihres Bandes mit abdichtender Wirkung durch das untere Gehäuseteil 2 festgehalten, das eine Anlagefläche 6 aufweist, die am Rand der Membran anliegt. Um einen festen Sitz des Randes der Membran zu gewährleisten, sind die Schulter 4 und die Anlagefläche 5 mit kleinen Wulsten versehen, Ferner kann man gemäß Fig. 1 auf der Unterseite der Membran einen Dichtungsring 7 anordnen, um eine noch zuverlässigere Abdichtung zu erzielen. Das untere Gehäuseteil 2 ist in dem oberen Gehäuseteil befestigt und mit ihm durch einen Reibungsschluß verbunden oder mit ihm verklebt oder verschweißt.

Die durch die Membran 5 ia. dem oberen Gehäuseteil abgegrenzte Kammer bildet eine Druckkammer 8, die beim Gebrauch des Druckwandlers von der Flüssigkeit durchströmt wird, die über einen der Anschlußstutzen 3 zugeführt und über den anderen Anschlußstutzen wieder abgeführt wird. Auf der von der Druckkammer 8 abgewandten Seite der Membran 5 ist zwischen dieser und dem unteren Gehäuseteil 2 eine zweite Kammer 9 vorgesehen. In dieser Kammer ist ein Druckübertragungsglied 10 angeordnet, das eine ziemlich große der Membran zugewandte Fläche aufweist. Das Druckübertragungsglied 10 ist außerdem mit einem Ansatz 11 versehen, der durch eine zentrale öffnung 12 des unteren Gehäuseteils nach außen ragt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Ansatz 11 eine konische Aussparung auf, die dazu dient, den aufgebrachten Drzck auf eine mechanische oder elektrische Druckmeß- oder Drucküberwachungsvorrichtung zu übertragen.

Wird die Druckübertragungsvorrichtung bei der Behandlung des Blutes eines Patienten außerhalb des Körpers benutzt, wird sie in einen dazu passenden Halter der Blutbehandlungsvorrichtung so eingeführt, daß der Ansatz 11 des Druckübertragungsgliedes durch die Druckmeßvorrichtung ständig in

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fester Anlage an der Membran 5 gehalten wird. Wie erwähnt, wird die gesamte dem Patienten entnommene Blutmenge, die der Behandlungsvorrichtung zugeführt werden soll, der Druckkammer 8 über einen der Anschlußstutzen 3 entnommen und aus ihr über den anderen Anschlußstutzen wieder abgeführt. Somit wird die Druckkammer ständig von dem Blut durchströmt, so daß an keiner Stelle stagnierendes Blut vorhanden ist, das zum Entstehen von Blutgerinnseln Anlaß geben könnte. Der Druck des Blutes wird durch die Membran 5 auf das Druckübertragungsglied 10 übertragen, das an der Membran anliegt, so daß das Übertragungselement den Druck über den Ansatz 11 auf die Meßvorrichtung überträgt.

Bei der enteralen oder parenteralen Flüssigkeitstherapie kann der Druckwandler oder Übertrager z.B. in der in Fig. 3 gezeigten Weise benutzt werden} Fig. 3 veranschaulicht eine Anordnung zur intravenösen Infusion einer Flüssigkeit. In eine subcutane Vene des Patienten wird eine Kanüle 27 eingeführt. Über diese Kanüle wird die Flüssigkeit aus einem Behälter 21 in die Vene des Patienten eingeleitet. Mittels eines Luftschlauche 22 wird die aus dem Behälter ausströmende Flüssigkeit durch Luft ersetzt. Ferner ist gemäß Fig. 3 eine Tropfkammer 23 vorgesehen, in der eine konstante Standhöhe der Flüssigkeit aufrechterhalten wirdj weiterhin umfaßt die Anordnung eine verstellbare Drossel 24, die es ermöglicht, die Infusionsgeschwindigkeit zu regeln. Schließlich umfaßt die Anordnung nach Fig. 3 den beschriebenen Druckwandler 25 nach der Erfindung sowie ein mechanisches oder elektronisches Steuer- oder Heßgerät 26. Bei einer bestimmten Einstellung der Drossel 24 richtet sich der an dem Druckwandler wirksame Druck nach dem in der Infusionskanüle auftretenden Widerstand. Daher ist es möglich, das Gerät 26 so einzustellen, daß ein Warnsignal erzeugt wird, sobald der Widerstand an der Spitze der Kanüle zunimmt, z.B. wenn Blut im Bereich der Kanülenspitze gerinnt, oder wenn die Kanüle die Wand des Blutgefäßes durchstochen hat und daher außerhalb des Blutgefäßes mündet;

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entsprechend kann ein Warnsignal erzeugt werden, sobald die tropfkammer entleert worden ist.

Alle I'fcdle der erfindungs^emäßen Vorrichtung können zweckmäßig aus einem Kunststoff hergestellt sein, und die Montage der Vorrichtung ist einfach, da es nur erforderlich ist, das untere Gehäuseteil 2 in das obere Gehäuseteil 1 hineinzudrücken, nachdem man die flexible kembran 5 und das Druckünertragungsglied 10 in dem Gehäuse angeordnet hat. Daher ist die Vorrichtung mit sehr geringen Kosten herstellbar, !ferner läßt sich der Druckwandler auf einfache Weise mit der Behandlungsvorrichtung oder dergleichen verbinden, da es nur erforderlich ist, ihn so anzuordnen, und zu befestigen, daß der Ansatz 11 in Lerührung mit einem !Teil des Meßgeräts steht, so daß die Druckkraft auf das kießgerät übertragen werden kann. Da das Blut nur in Berührung mit dem Druckwandler und den daran angeschlossenen Leitungen kommt, können diese Teile fest miteinander verbunden sein, um eine nur einmal zu benutzende Baugruppe zu bilden.

Patentansprüche:

Claims

PA T EN TAl SPRÜCHE

1^) Druckwandler zur Verwendung in Verbindung mit einer Vorrichtung zum Durchführen von Druckmessungen bei Leitungsanordnungen außerhalb des menschlichen Körpers, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (1, 2), in dem eine ebene

embran (5) angeordnet ist, die in dem Gehäuse eine Druckkammer (8) dicht abschließt, sowie durch ein mit der von der Druckkammer abgewandten Seite der Membran zusammenarbeitendes Druckübertragungsglied (10), wobei das Gehäuse mit einem Einlaß (3) und einem Auslaß (3) versehen ist, so daß ein Flüssigkeitsstrom durch die Druckkammer hondurchgeleitet werden kann.
2. Druckwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse zwei miteinander verbundene Bauteile (1, 2) umfaßt, zwischen denen die Membran (5) längs ihres Randes so eingespannt ist, daß sie in dem Gehäuse zwei getrennte Kammern (8, 9) abgrenzt, von denen eine die Druckkammer ist.
3. Druckwandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckübertragungsglied (10) in der von der Druckkammer (8) abgewandten Kammer (9) auf der entgegengesetzten Seite der Membran (5) zentral und locker angeordnet ist und einen Ansatz (11) aufweist, der durch eine Öffnung (12) des zugehörigen Gehäuseteils (2) nach außen ragt.

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4. Druckwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die mit der Flüssigkeit in Berührung kommenden l'eile (1, 2) des Druckwandlers aus einem Kunststoff hergestellt sind.

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