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Die
Erfindung betrifft Systeme zur Behandlung von Flüssigkeiten, insbesondere zur
Behandlung von Flüssigkeiten,
die in Therapievorrichtungen verwendet werden. Sie betrifft weiterhin
einen Ausrüstsatz
(Menge vorgefertigter Teile) zur Realisierung eines derartigen Systems.
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Die
US-A-5
899 873 beschreibt ein System zur Bereitstellung einer
biologischen Flüssigkeit
in der Art einer kardiologischen Lösung (solution de cardioplegie)
zur Versorgung des Herzens während
einer Operation am offenen Herzen. Das System umfasst eine Pumpe,
welches zum einen Teil Blut, das einer Sauerstoffanreicherungsmaschine
entstammt, aufnimmt und zum anderen Teil eine kristalloide Lösung, welches
einem Vorratsbehälter
entstammt, aufnimmt. Die Pumpe mischt die beiden Flüssigkeiten
und leitet sie an einen Wärmetauscher
weiter. Jene überträgt außerdem eine
anderweitige Kaliumlösung
oder Lösungen
mit Zusatzstoffen. Die miteinander vermischten und auf eine entsprechende
Temperatur gebrachten Flüssigkeiten
werden anschließend
dem Herzen des Patienten zugeführt.
Der Wärmetauscher
in diesem Dokument ist eine einstöckige Gesamtanordnung, welche
die Funktionen der Temperaturkontrolle, der Filtration, der Gasabscheidung, der
Messung von Flüssigkeitsparametern
der kardiologischen Flüssigkeit,
wie des Drucks und der Temperatur, bereitstellt. In diesem System
gibt es keine Flüssigkeitsrückgewinnung;
der Durchsatz der Pumpe wird im Betrieb mittels des mit einem Drucksensor gemessenen
Drucks angepasst.
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Die
US-A-5
984 893 beschreibt ein schnelles Infusionssystem für Blutflüssigkeit
(fluide sanguin), das es ermöglicht,
den Durchsatz von Blutmittel in einem Patienten (taux d'hematocrite d'un patient) zu kontrollieren.
Das System weist eine Flüssigkeitsquelle
und eine Blutquelle auf, welche als flexible Beutel ausgebildet
sind, welche direkt an einen Haltemuast gehängt werden können. Zwei
Pumpen kontrollieren den Durchsatz an Flüssigkeit und an Blut. Die Mischung
erfolgt in einer Leitung und wird zu einem Wärmetauscher, einem Entgaser,
einem Blasendetektor und einem Temperatur- und Drucksensor weitergeleitet.
Die Pumpen werden durch eine Blutaustauschkontrolleinheit angesteuert,
welche den Durchsatz der Pumpen derart steuert, dass ein konstanter
Durchsatz an Blutmittel im Blut des Patienten aufrecht gehalten
wird. Die Darstellung des Stands der Technik in diesem Dokument
beschreibt eine Injektionsvorrichtung, welche einen Vorratsbehälter für Herzoperationen,
eine Umwälzpumpe,
einen Wärmetauscher
und eine Blasenfalle aufweist.
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Die
beiden Dokumente stellen offene Kreislaufsysteme zur Injektion einer
Flüssigkeit
dar.
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Die
US-A-4
874 359 zeigt ein weiteres System zur schnellen Infusion
von Blutflüssigkeit.
Dabei sind zwei neue Flüssigkeitsbehälter für Flüssigkeit und
Blut vorgesehen, deren jeweilige Ausgaben in einem Reservoir miteinander
vermischt werden. Die Mischung im Reservoir wird einem Blasendetektor zugeführt und
daraufhin über
eine Schlauchquetschpumpe einem Durchflusssensor. Der Ausgang der Pumpe
ist mit einem Wärmetauscher
und anschließend
mit einem Blasenabscheider verbunden. Der Luftaustrag des Blasenabscheiders
wird dem Vorratsbehälter
zugeführt,
derart, dass der Blasenabscheider entlüftet werden kann ohne den Infusor
zur Umgebung hin zu öffnen.
Der zum Patienten hin gerichtete Ausgang des Blasenabscheiders weist
einen Y-Verbinder auf, der mit Temperatur- und Drucksensoren versehen
ist. Ein Ausgang des Y weist zum Patienten hin, der andere Ausgang
ist eine Umlaufschleife zum Vorratsbehälter hin.
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Das
System dieses Dokuments erlaubt einen Flüssigkeitsumlauf, jedoch nur
bevor es dem Patienten injiziert wird.
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Die
US-A-4
186 565 beschreibt ein Infusionssystem zur Haltbarmachung
von Organen wie Nieren. Dieses System weist ein Gefäß und einen
geschlossenen Flüssigkeitskreislauf
auf. Der Kreislauf umfasst – in
dieser Reihenfolge – eine
Pumpe, einen Blasenabscheider, das Organ, einen Sauerstoffanreicherer,
einen Wärmetauscher
und erneut die Pumpe. Die Aufgabe in diesem Dokument besteht in
der Versorgung eines Organs mittels einer Flüssigkeit, um die Haltbarmachung
des Organs in der Flüssigkeit des
Gefäßes sicherzustellen.
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Die
unterschiedlichen Systeme sind nicht auf die Bearbeitung einer Flüssigkeit
angepasst, die für eine
Vorrichtung gedacht ist, bei der die Flüssigkeit nicht dafür vorgesehen
ist injiziert zu werden, sondern bei der die Flüssigkeit wieder verwendet oder zirkuliert
wird. Ein Beispiel einer derartigen Vorrichtung ist eine Behandlungsvorrichtung
für die
Prostata durch Hyperthermie, welche von der Anmelderin unter dem
Markennamen Ablatherm vertrieben wird, und die in den Patentmeldungen
FR
93 09 158 und
FR 96 08 096 beschrieben
ist.
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Diese
Vorrichtung stellt einen Wandler für Therapiezwecke durch Ausgabe
fokussierten Ultraschalls dar, welcher mittels einer elastischen
Umhüllung
an einer Rektalsonde angeordnet ist. Die Sonde weist einen Flüssigkeitseingang
und einen Flüssigkeitsausgang
auf. Die Flüssigkeit,
die durch die elastische Hülle
der Sonde strömt,
sichert die Kühlung des
Wandlers für
Therapiezwecke, sichert außerdem die
Kühlung
der Rektalwand (paroi rectale) und sichert zusätzlich die Übertragung des den Wandler verlassenden
Ultraschalls zum Gewebe hin. Bei der aktuellen Ausführungsvariante
der Vorrichtung ist die elastische Hülle ein Einwegüberzug.
Sie wird an der Sonde befestigt, bevor sie in den Patienten eingeführt wird.
Der Flüssigkeitseingang
und -ausgang der Sonde, die in dem Bereich der Sonde angeordnet sind,
welcher außerhalb
des Patienten verbleibt, stehen mit dem Inneren der Ballonhülle in einer
Flüssigkeitsverbindung,
was es erlaubt, die Ballonhülle
mehr oder weniger aufzublasen.
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Die
Erfindung betrifft die Beeinflussung der Flüssigkeit in dieser Vorrichtung.
Sie schlägt
eine Lösung
vor, die die Lösung
eines oder mehrerer der folgenden neuen Probleme ermöglicht:
- – Trennung
der Flüssigkeit
von der Umgebung – dem
Patienten oder der äußeren Umgebung
-;
- – Kontrolle
der dem Apparat zugeführten
Flüssigkeit;
- – Wiederverwendung
der Flüssigkeit
nach deren Verwendung;
- – Vermeidung
von Blasen, und
- – Kontrolle
der Temperatur, des Durchflusses und des Drucks der Flüssigkeit.
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Ganz
allgemein betrifft die Erfindung andere Arten von Vorrichtungen
oder Apparaten, beispielsweise eine Sonde mit einem Wandler zu Therapiezwecken,
und solche, bei denen es erwünscht
ist, die Abgabe einer wieder zu verwendenden Flüssigkeit zu kontrollieren.
Sie betrifft im allgemeinen die Kontrolle der Abgabe einer Flüssigkeit
an eine Vorrichtung, welche einen Flüssigkeitseingang und einen Flüssigkeitsausgang
aufweist.
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Die
erfindungsgemäße Lösung ist
einfach und effizient. Sie erlaubt die Lösung der oben genannten Probleme.
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Ebenfalls
ist das Patent
DE 195 09 005 C
bekannt, welches ein System zur Beeinflussung von Flüssigkeiten
beschreibt, welches ein Flüssigkeitsreservoir,
einen Blasenabscheider, einen Wärmetauscher
und eine Vorrichtung, welche zusammen mit dem Blasenabscheider und
dem Wärmetauscher
einen geschlossenen Flüssigkeitskreislauf
ausbildet, sowie eine Pumpe, die die Flüssigkeit im geschlossenen Flüssigkeitskreislauf
umwälzt,
aufweist.
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In
dem bekannten System ist das Reservoir über ein Ventil mit den Leitungen
des geschlossenen Kreislaufs verbunden, das den Kreislauf öffnet, um den
Inhalt der Entnahmereservoirs durch die Leitungen abzuleiten. Der
Blasenabscheider ist nicht mit dem Reservoir verbunden, von der
Anordnung des Ventils einmal abgesehen.
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Die
Erfindung schlägt
ein System zur Behandlung von Flüssigkeiten
vor. Sie schlägt
weiterhin einen Ausrüstsatz
zur Behandlung von Flüssigkeit
für eine
Vorrichtung vor, die einen Flüssigkeitseingang und
einen Flüssigkeitsausgang
aufweist.
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Gemäß der Erfindung
weist das System zur Behandlung von Flüssigkeiten einen Flüssigkeitsbehälter, einen
Blasenabscheider, der mit dem Behälter verbunden ist, einen Wärmetauscher
und eine Vorrichtung auf, welche mit dem Blasenabscheider einen
geschlossenen Flüssigkeitskreislauf
bildet, sowie eine die Flüssigkeit
im geschlossenen Kreislauf umwälzende
Pumpe.
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Gemäß einem
Ausführungsbeispiel
befindet sich die Pumpe bezogen auf den Apparat stromaufwärts in Fließrichtung
der Flüssigkeit.
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Es
ist ebenso vorteilhaft, wenn sich der Wärmetauscher, bezogen auf den
Apparat, stromaufwärts
in Fließrichtung
der Flüssigkeit
befindet.
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Es
ist möglich,
zwischen dem Blasenabscheider und dem Behälter ein Ventil, zwischen dem Blasenabscheider
und dem Behälter
einen Durchflussmengensensor und/oder im geschlossenen Kreislauf
einen Durchflussmengensensor vorzusehen.
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Gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist der Apparat eine Therapiemaßnahmen
dienende Ultraschallsonde. Die Flüssigkeit ist dementsprechend
eine Flüssigkeit
zur Kopplung und zur Kühlung.
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Die
Erfindung schlägt
weiterhin einen Ausrüstungssatz
für die
Behandlung von Flüssigkeiten
in Richtung eines eine Eintritts- und eine Austrittsöffnung aufweisenden
Apparats vor, bestehend aus einem Flüssigkeitsbehälter, einem
Blasenabscheider, einem Wärmetauscher
und einer Düse
zur Verbindung des Behälters
mit dem Blasenabscheider und zur Bildung eines geschlossenen Kreislaufs
zwischen dem Blasenabscheider, dem Wärmetauscher und dem Apparat.
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Gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist der Behälter
versiegelt und nachgiebig. Andere Eigenschaften und Vorteile der
Erfindung werden beim Lesen der Beschreibung deutlich, bei der es
sich um Ausführungsbeispiele
der Erfindung handelt, welche rein beispielhaft und unter Bezugnahme auf
die beigefügte
Zeichnung abgegeben werden, wobei bei der Zeichnung die einzige
Figur eine schematische Darstellung eines Systems für die Behandlung
von Flüssigkeiten
gemäß der Erfindung
darstellt.
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Die
Figur stellt schematisch einen Apparat
1 dar, der einen
Flüssigkeitsauslass
2 und
einen Flüssigkeitseinlass
3 aufweist
und bei dessen Durchfluss die Behandlung der Flüssigkeit durchgeführt wird.
Im dargestellten Beispiel befindet sich der Flüssigkeitsauslass
2 im
Betrieb unterhalb des Flüssigkeitseuinlasses,
derart, dass die Entfernung von Blasen durch den Flüssigkeitsstrom
gefördert
wird. Der Apparat ist beispielsweise eine Rektalsonde, die mit einer
elastischen aufblasbaren Hülle
versehen ist, so wie sie bereits weiter oben beschrieben ist. In
diesem Fall handelt es sich bei der Flüssigkeit beispielsweise um eine
ultraschallkoppelnde Flüssigkeit,
wie sie in der französischen
Patentanmeldung
FR 9903738 der Anmelderin beschrieben
ist.
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Im
Folgenden wird die Erfindung lediglich unter Bezugnahme auf dieses
Beispiel beschrieben, obwohl es für den Fachmann klar ist, dass
die Erfindung ganz allgemein alle Arten von Apparaten, die einen
Flüssigkeitseinlass
und einen Flüssigkeitsauslass
aufweisen, betrifft.
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Neben
dem Apparat weist das System zur Behandlung von Flüssigkeiten
gemäß der Erfindung einen
Flüssigkeitsbehälter 7 auf.
Der Ausgang des Flüssigkeitsbehälters steht
mit einem Blasenabscheider 9 in Verbindung. Dieser Blasenabscheider
ist Teil eines geschlossenen Kreislaufs, der einen Wärmetauscher 11 und
den Apparat 1 umfasst.
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Genauer
gesagt, steht ein Ausgang des Blasenabscheiders 9 über eine
Leitung 13 mit einem Eingang des Wärmetauschers 11 in
Verbindung. Ein Ausgang des Wärmetauschers
steht über
eine Leitung 15 mit dem Eingang des Apparats in Verbindung und
der Ausgang des Apparats steht über
eine Leitung 17 mit einem Eingang des Blasenabscheiders 9 in
Verbindung. Dem Fachmann ist es klar, dass in dieser Beschreibung
die Begriffe "Eingang" und "Ausgang" jeweils Öffnungen
unterschiedlicher Bestandteile bezeichnen und in der Praxis nur
durch die Strömungsrichtung
der Flüssigkeit
unterschieden werden können.
Demzufolge kann in einem Ausführungsbeispiel
der Blasenabscheider drei Öffnungen aufweisen,
welche einerseits mit der Leitung 13, andererseits mit
der Leitung 17 und schließlich mit einer Leitung 19,
deren anderes Ende mit dem Vorratsbehälter in Verbindung steht, in
Verbindung stehen. Dem Fachmann ist es außerdem klar, dass die Leitungen
einteilig und mit bestimmten Elementen ausgeführt sein können, also beispielsweise der
Wärmetauscher
einteilig mit den Leitungen 13 und 15 ausgebildet
sein kann.
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Die
Figur stellt weiterhin eine Pumpe 21 dar, welche es erlaubt,
die Flüssigkeit
im geschlossenen Kreislauf, der vom Blasenabscheider, dem Wärmetauscher
und dem Apparat gebildet wird, umzuwälzen. Diese Pumpe ist bei dem
im Beispiel dargestellten Aufbau zwischen dem Blasenabscheider und dem
Wärmetauscher
angeordnet.
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Darüber hinaus
sind in der Figur Durchflusssensoren 23 und 25 dargestellt,
welche jeweils zwischen den Vorratsbehälter und dem Blasenabscheider
bzw. zwischen dem Blasenabscheider und der Pumpe angeordnet sind.
Die Figur zeigt weiterhin ein Ventil 27, welches zwischen
dem Vorratsbehälter
und dem Blasenabscheider angeordnet ist. Schließlich ist in der Figur noch
ein Temperatursensor 5 dargestellt, der im Apparat angeordnet
ist, wobei dessen Funktion durch die folgende Beschreibung verdeutlicht wird.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
unterschiedlicher Baueinheiten der Figur werden im Folgenden beschrieben,
bevor die Funktionsweise der Erfindung beschrieben wird.
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Der
Vorratsbehälter 7 hat
die Aufgabe, die zu behandelnde Flüssigkeit aufzunehmen. Er besteht vorzugsweise
aus einem versiegelten, verformbaren Beutel. Demzufolge kann er
entleert werden, ohne dass eine Luftzufuhr erforderlich ist. Dies
ermöglicht es,
jegliches Risiko einer erneuten Gasbeladung der Flüssigkeit
zu vermeiden und ermöglicht
außerdem eine
vereinfachte Kontrolle des Volumens. Die Flüssigkeit ist vorzugsweise steril
für medizinische
Anwendungen, aber es kann sich bei anderen Anwendungen auch um eine
korrosive Flüssigkeit
handeln.
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Eine
vorteilhafte Lösung
zur Verbindung des Vorratsbehälters
mit einer Leitung besteht im Vorsehen einer Öffnung, welche beim Einführen einer
Leitung leicht von einem An satzstück durchstoßen werden kann. Ein derartiges
Ansatzstück
ist als solches aus unterschiedlichen medizinischen Anwendungen bekannt
und wird nicht im Detail beschrieben. Vorzugsweise befindet sich
zwischen dem Ansatzstück und
der Leitung eine Kammer, was das Abscheiden evtl. vorhandener Blasen
erlaubt.
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Am
Ausgang des Vorratsbehälters
befindet sich im dargestellten Beispiel in der Leitung 19 zwischen
dem Vorratsbehälter
und dem Blasenabscheider ein Ventil. Dieses kann beispielsweise
als ein die Leitung zusammenquetschendes Mittel ausgebildet sein,
das es erlaubt, den Flüssigkeitsumlauf
anzuhalten, ohne dass es mit der Flüssigkeit in Kontakt treten muss.
Die Funktionsweise des Ventils ist einfach und erlaubt die Unterbrechung
der Flüssigkeitsverbindung
zwischen dem Vorratsbehälter
und dem Blasenabscheider.
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Die
Funktionsweise des Blasenabscheiders 9 kann jeglichem an
sich bekanntem Prinzip folgen. Bei der einfachsten Gestaltung, welche
in der Figur dargestellt ist, besteht der Blasenabscheider einfach aus
einer starren Umhüllung,
welche sich an einem oberen Punkt des Kreislaufs befindet, und deren Öffnungen
sich in ihrem untenliegenden Teil befinden. Die Blasen werden also
im obenliegenden Teil des Blasenabscheiders abgeschieden. Es können auch Verbesserungen
vorgesehen werden, und es kann beispielsweise sichergestellt werden,
dass die Strömung
der Flüssigkeit
im Blasenabscheider die Entgasung fördert. Der Blasenabscheider
ist im in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel in Form eines starren
Zylinders aus einem transparenten Plastikmaterial mit einer Höhe von etwa
100 mm und einem Durchmesser von etwa 25 mm ausgebildet. In seinem
Bodenteil sind drei Öffnungen
vorgesehen, welche durch Leitungsabschnitte in das Innere des Zylinders
hineinreichen. Eine dieser Leitun gen reicht etwa 40 mm vom Boden
hinauf, die andere etwa 20 mm, während
die dritte auf einer Höhe
mit dem Boden liegt. Die Leitung 19 ist mit der ersten Öffnung verbunden,
die Leitung 17 mit der zweiten Öffnung und die Leitung 13 mit
der dritten Öffnung.
Dementsprechend wird im Blasenabscheider vorhandene Luft nicht in
den Kreislauf hinein angesaugt, wohingegen Blasen die im Kreislauf
enthalten sind, abgeschieden werden. Dadurch, dass die Leitung 19 mit
der Öffnung
verbunden ist, welche der am höchsten
liegenden Leitung entspricht, wird es ermöglicht, dass sich der Blasenabscheider
nicht vollständig
in den Vorratsbehälter
entleeren kann, selbst wenn sich der Vorratsbehälter während des Betriebs der Pumpe
an einem unterhalb des Blasenabscheiders befindlichen Ort befindet.
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Es
ist möglich,
in einem oben liegenden Bereich des Blasenabscheiders ein Ventil
vorzusehen, um es zu ermöglichen
den Blasenabscheider zu entleeren. Dieses Ventil erlaubt die Entnahme
von Luft aus dem Blasenabscheider, und ermöglicht es ebenso, dem Kreislauf
Flüssigkeit
hinzuzufügen
oder diesem Flüssigkeit
zu entnehmen. Dieses System weist vorteilhafterweise die Sicherheitseigenschaft
auf, dass es nicht aktiviert werden kann, außer durch das Einführen einer
Spritze, wie es in der Figur dargestellt ist. Folglich kann das
Ventil in keinem Fall in einer zur Umgebungsluft hin geöffneten
Stellung verbleiben, was die Isolierung der Flüssigkeit sicherstellt. Eine derartige
Sicherheitseinrichtung ist als solche bekannt und kommerziell unter
dem englischen Namen eines "syringe
activuated check valve" erhältlich,
was auf deutsch soviel wie spritzenaktiviertes Sicherheitsventil
bedeutet.
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Die
Pumpe 21 stellt den Umlauf der Flüssigkeit im Hauptkreislauf
sicher. Sie ist vorzugsweise von einem peristaltischen Typ und die
Leitungen sind darin eingefügt.
Dies ermöglicht
es die Flüssigkeit nicht
zu kontaminieren und es im Gegenteil zu vermeiden, dass die Flüssigkeit
mit den festen Elementen des Apparats nicht interagiert. Dies verbessert nochmals
die Isolierung zwischen Flüssigkeit
und Umgebung.
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Der
Wärmetauscher 11 ist
im in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel als Rohrschlange ausgebildet,
in welcher die Flüssigkeit
zirkuliert und die in ein thermostabilisiertes Bad eingetaucht ist.
Sie kann aus einem elastischen Material hergestellt sein, wie beispielsweise
PVC. Sie kann ebenfalls einfach aus einer Leitung oder aus einem
Leitungsstück
ausgebildet sein, das in das thermostabilisierte Bad eingetaucht
ist. Beim Beispiel eines Hypothermieapparats wird die Flüssigkeit
gekühlt
und das thermostabilisierte Bad wird beispielsweise auf einer Temperatur im
Bereich von 5°C
gehalten, derart, dass die Temperatur in der Umhüllung der Sonde im Bereich
von 15°C
verbleibt und der Durchsatz im Bereich von 8 ltr. pro Stunde beträgt. In jedem
Fall besteht die Funktion des Wärmetauschers
darin, auf die Temperatur der Flüssigkeit,
von der er durchströmt
wird, einzuwirken. Diese Temperatur wird im Ausführungsbeispiel auf Höhe des Apparats 1 mit
Hilfe eines Temperatursensors 5 gemessen. Sein Fühlelement
ist im zu kontrollierenden Bereich angeordnet, beispielsweise in der
Umhüllung
der Sonde im Bereich des Flüssigkeitsauslasses
oder auch in der abführenden
Leitung. Diese Sensorposition ist vorteilhaft, da zusätzlich über eine
Erhitzung der Flüssigkeit
ein Fehler im Umlauf detektiert werden kann. Der Sensor kann mit einem
elektronischen Messapparat verbunden werden. Es wird angemerkt,
dass der Sensor für
das Funktionieren der Erfindung nicht unbedingt erforderlich ist
und lediglich eine bessere Kontrolle der Funktion ermöglicht.
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Die
Durchflussmengensensoren erlauben ebenfalls eine bessere Kontrolle
der Funktion des Systems gemäß der Erfindung,
können
aber ebenfalls weggelassen werden. Man kann vorteilhafterweise einen
Flügelraddurchflussmesser
(debitmuetre a palettes) für
einen beliebigen Durchlussmengensensor verwenden. Man kann seine
Drehung durch eine Lichtschranke kontrollieren, welche mit einer elektronischen
Einrichtung verbunden ist, die Impulse registrieren und zählen kann,
welche der Drehung des Flügelrads
entsprechen. Die Registrierung kann vom Typ "alles oder nichts" sein, aber es ist auch möglich die
Geschwindigkeit der Flügelraddrehung zu
messen und damit den Flüssigkeitsdurchsatz
zu berechnen.
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Die
Funktionsweise des Systems ist im Folgenden beschrieben.
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Anfängliche
Befüllung
des Apparats
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Anfänglich ist
keine Flüssigkeit
im Kreislauf vorhanden. Das System wird zusammengesetzt: die Leitungen
werden derart angebracht, dass sich ein geschlossener Kreislauf
bildet, die Leitungen werden in der peristaltischen Pumpe angeordnet
und der Vorratsbehälter
wird mit dem Blasenabscheider verbunden. Gegebenenfalls werden der
oder die Durchflussmengensensoren im Bereich der Lichtschranke angeordnet.
Der Wärmetauscher
wird im thermostabilisierten Bad angeordnet. Im Falle von Ablatherm wird
die flexible Ballonhülle
um die Sonde herum angebracht.
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Zur
Befüllung
des Kreislaufs wird der Vorratsbehälter, der die Flüssigkeit
enthält,
in einer obenliegenden Position angeordnet, d. h. oberhalb des Blasenabscheiders.
Er wird mittels der Perforiereinrichtung in seinem unteren Teilbereich
angestochen. Falls vorhanden, wird das Ventil geöff net. Die Flüssigkeit
strömt
aufgrund der Gravitation durch die Leitungen in Richtung des Blasenabscheiders
und anschließend
zum Apparat 1 hin. Damit die Befüllung korrekt und schnell erfolgt,
wird der Vorratsbehälter beispielsweise
in einer bestimmten Höhe
H oberhalb des Apparats angeordnet, typischerweise in einer Höhe von etwa
1 m.
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Man
kann zu jedem Zeitpunkt durch Betätigung des Ventils 27 die
Entleerung der Flüssigkeit aus
dem Vorratsbehälter
in den Kreislauf hinein unterbrechen. Es wird ebenfalls darauf hingewiesen, dass
der Vorratsbehälter
exakt die benötigte
Flüssigkeitsmenge
enthalten kann. Weiterhin kann sein Inhalt derart begrenzt sein,
dass der Apparat, sofern er elastisch ist, nicht bersten kann.
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Wenn
der Behälter 7 entleert
ist, sei es vollständig
oder sei es bis zu einer bestimmten Marke, wird die Umwälzpumpe 21 gestartet.
Dies verursacht den Umlauf der Flüssigkeit durch den geschlossenen Kreislauf.
Die in den Leitungen 13, 15, 17 im Apparat 1 und im Wärmetauscher 11 enthaltene
Luft wird dementsprechend zusammen mit der Flüssigkeit umgewälzt. Sie
wird von außerhalb
des Apparats angesaugt -insbesondere aufgrund der Lage des Ausgangs
des Apparats – und
wird während
ihres Durchgangs durch den Blasenabscheider abgeschieden. Im Falle
von Ablatherm wird im Wesentlichen die gesamte Luft abgeführt, die
sich zwischen der Ballonhülle
und der Sonde im Apparat befinden kann. Nach einigen Sekunden der
Umwälzung
ist die gesamte in den Leitungen und dem Apparat verbliebene Restluft im
Blasenabscheider gesammelt. Vorzugsweise wird die im Blasenabscheider
vorhandene Luft ausschließlich
mit Hilfe einer Spritze entnommen. Die Entnahme der Luft aus dem
Blasenabscheider erlaubt es, das genaue Volumen der Flüssigkeit
im geschlossenen Kreislauf präzise
zu regeln und dementsprechend unter Kenntnis des Volumens des Blasenabscheiders,
des Wärmetauschers
und der sonstigen Elemente des Kreislaufs die Flüssigkeitsmenge im Apparat während des
Betriebs zu regeln.
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Mit
Hilfe des Vorratsbehälters
wird die Befüllung
des Apparats erreicht, ohne dass eine mögliche Kontaminierung der Flüssigkeit
möglich
ist, und ohne dass es zu einem Kontakt der Flüssigkeit mit der Umgebung kommt.
Wie weiter oben angemerkt wurde und im Folgenden im Detail beschrieben
wird, kann dank der Erfindung das Flüssigkeitsvolumen im Kreislauf
einfach geregelt werden.
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Entleerung
des Apparats
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Nach
der Befüllung
des Apparats und der Entfernung der Restluft kann es erforderlich
sein, den Apparat teilweise zu entleeren. Beispielsweise ist es im
Falle von Ablatherm erforderlich, die Rektalsonde vor dem Einführen in
den Patienten zu entleeren. Dieser Schritt wird durch Absenkung
des Vorratsbehälters
realisiert, gegebenenfalls nachdem das Ventil geöffnet wurde. Die Pumpe wird
angehalten, da die Umwälzrichtung
der Richtung zur Entleerung entgegengesetzt ist. Der Vorratsbehälter füllt sich
erneut mit der Flüssigkeit
des Apparats und des Blasenabscheiders, welche sich entleeren. Wenn
der Behälter die
gewünschte
Flüssigkeitsmenge
enthält,
wird das Ventil geschlossen. Ein teilweises Ablassen ist ebenso
möglich.
Es wird angemerkt, dass während
dieses Schrittes keine Blasen in den Kreislauf eingebracht werden.
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Aufpumpen
des Apparats
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Der
Apparat kann ebenso mit einem bekannten und begrenzten Flüssigkeitsvolumen
(typischerweise 150 cm3 beim oben angegebenen
Beispielapparat) befällt
werden, um dessen Bersten zu verhindern.
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Der
Vorratsbehälter
wird anschließend
in eine angehobene Position bewegt, gegebenenfalls nachdem das Ventil
geöffnet
wurde, und die Koppelflüssigkeit
füllt erneut
den Apparat. Die Begrenzung des Befüllungsvolumens wird nochmals
vereinfacht, wenn der Vorratsbehälter
ein Volumen hat, bei dem, sobald er leer ist, der Apparat mit dem
korrekten Flüssigkeitsvolumen
(im Beispiel 150 cm3) befällt ist. Sämtliche
der Flüssigkeitsübertragungen
werden jeweils mit dem gleichen Flüssigkeitsvolumen durchgeführt, und
das Endvolumen des Apparats zum Zeitpunkt der Behandlung ist stets
kontrolliert. Die Pumpe kann innerhalb der Grenzen des im Vorratsbehälter vorhandenen
Flüssigkeitsvolumens
betrieben werden, sei es zur Beschleunigung der Befüllung, sei es
zur Erhöhung
des Drucks im Apparat.
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Das
zwischen dem Vorratsbehälter
und dem Blasenabscheider in der Leitung angeordnete Ventil ermöglicht es
dementsprechend, das im Apparat vorhandene Flüssigkeitsvolumen nach Wunsch
zu reduzieren. Im Falle von Ablatherm wird manchen Patienten eine
längliche
rektale Ampulle verabreicht (presentent des ampouls reuctales etroites)
(beispielsweise nachfolgend zu einer Radiotherapiebehandlung), und
das Ventil erlaubt dementsprechend eine bessere Kontrolle des Flüssigkeitsvolumens
im Kreislauf und damit des Volumens der Rektalsonde. Der Durchflussmengensensor 23 – sofern
vorhanden – kann
es ermöglichen,
die in den Kreislauf eingespritzte Flüssigkeitsmenge zu kontrollieren.
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Flüssigkeitskreislauf
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Während des
normalen Betriebs durchströmt die
Flüssigkeit
den, den Apparat 1, den Blasenabscheider 9 und
den Wärmetauscher 11 umfassenden geschlossenen
Kreislauf. Dementsprechend ist das Volumen des Apparats konstant.
Das Fehlen eines Hahns oder Ventils in den Leitungen hat den Vorteil, dass
jegliche falsche Bedienung während
des Aufbaus (fehlerhafte Verzweigung) oder während der Benutzung (Hahn offen
lassen) vermieden wird. In letzterem Fall kann ein Entweichen von
Flüssigkeit oder
einer geringen Menge Luft auftreten und der Apparat kann sich in
unkontrollierter Weise befüllen oder
entleeren. Im Falle von Ablatherm kann ein Entweichen aus dem Apparat über eine
erhebliche Erhöhung
der Temperatur eine erhebliche rektale Verletzung (grave lesion
rectale) hervorrufen. Das Fehlen des Hahns oder des Ventils im geschlossenen
Kreislauf stellt ein bemerkenswertes Sicherheitsmerkmal der Erfindung
dar. Wenn ein Temperatursensor angebracht wird, kann die Temperatur
der Flüssigkeit
permanent kontrolliert werden. Vorzugsweise wird mit Hilfe eines
Durchflussmengensensors 25 auch der Durchfluss kontrolliert.
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Verbliebene
Blasen und solche, die sich im Apparat bilden – im Beispiel von Ablatherm
Blasen, die durch die Einwirkung des Ultraschalls in der Koppelflüssigkeit
erzeugt werden – werden
während
der Behandlung im Blasenabscheider derart gesammelt, dass sich die
Flüssigkeit
nicht erneut mit Luft belädt. Das
Volumen der im Apparat gebildeten Blasen ist im Verhältnis zur
gesamten Flüssigkeitsmenge
gering und man kann das Flüssigkeitsvolumen
im Kreislauf als konstant annehmen.
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Entleeren
des Apparats
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Zur
Entleerung des Apparats und der Leitungen verfährt man wie beim Ablassen.
Die Flüssigkeit wird
im Vorratsbehälter
zurückerhalten.
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Die
Funktionsweise der Erfindung, wie sie oben beschrieben ist, weist
offensichtlich die folgenden Vorteile auf. Die Erfindung ermöglicht es,
die Strömung
und die Temperaturkontrolle der Flüssigkeit sicherzustellen. Im
Falle der Benutzung mit einem Wandler für therapeutische Zwecke handelt
es sich um die Sicherstellung der Strömung und der Kühlung der
Flüssigkeit,
welche als Koppelflüssigkeit um
den Wandler herum und zum Übergang
ins Gewebe dient. Im medizinischen Bereich ist es von Vorteil, ein
geschlossenes Verbrauchssystem vorzusehen: wie dargestellt, erlaubt
die Erfindung die Befüllung
und die Entleerung des Apparats, ohne dass es zu einem Kontakt mit
der Umgebung kommt. Weiterhin kann man sicherstellen, dass die Flüssigkeit aseptisch
bleibt, was entsprechende Probleme, die beim Kontakt mit Gewebe
auftreten können,
vermeidet.
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Die
Erfindung erlaubt einen schnellen und einfachen Austausch der Bestandteile
des Systems, insbesondere der Leitungen, des Blasenabscheiders,
sowie einen einfachen Wechsel des Vorratsbehälters.
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Die
Erfindung erlaubt die Lösung
der oben genannten Probleme. Die Flüssigkeit kann von der Umgebung
isoliert werden. Im Beispiel steht der die Wandler umgebende Apparat
in Kontakt mit dem Gewebe und kann mit einer Spezialflüssigkeit
befällt werden,
deren Aufrechterhaltung Vorkehrungen erfordert. Beispielsweise sollte
die Flüssigkeit
im medizinischen Bereich steril sein. Als weiteres Beispiel sollte
im akustischen Bereich die Flüssigkeit
von Luft gereinigt sein. In anderen Bereichen kann die Flüssigkeit
korrosiv sein. Vor der Benutzung kann die Flüssigkeit in einem dichten Luft-
oder Vorratsbehälter 7 enthalten
sein. Vorzugsweise enthält
der Vorratsbehälter
eine für
deren Verwendung ausreichende Menge. Nach der Verwendung kann die
Flüssigkeit
zurückgewonnen
werden, ohne dass das Risiko eines Überlaufs oder das Risiko eines
Kontakts besteht.
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Das
Volumen der Flüssigkeit
kann zu jedem Zeitpunkt bekannt sein. Man kann es auch nach Wunsch
variieren. Die dem Apparat und den Leitungen entstammenden Blasen
können
aus dem geschlossenen Kreislauf entfernt werden. Die im Apparat
enthaltene Flüssigkeit
kann auf eine kontrollierte Temperatur abgekühlt oder erhitzt werden. Im
Beispiel ist die Kühlung
der Rektalwand (paroi rectale) kritisch für die Sicherheit, und deren
Leistung kann in jeder Situation kontrolliert werden.
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Daneben
wird auf folgende besonderen Vorteile hingewiesen. Die Anordnung
der Pumpe im Kreislauf (strömungsaufwärts zum
Apparat und strömungsabwärts zur
Verbindung zwischen Blasenabscheider 9 und Vorratsbehälter) verhindert
im Fall eines Abknickens einer Leitung, unabhängig vom Ort oder Bereich dieser
Abknickung, dass sich der Apparat leert.
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In
der Tat kann sich der Apparat nicht füllen und bersten wenn der Vorratsbehälter genau
das erforderliche Volumen enthält,
denn wenn der Vorratsbehälter
entleert ist, gibt es keine weitere Flüssigkeit im Vorratsbehälter. Wenn
die Leitung zwischen dem Vorratsbehälter und dem Apparat eingequetscht
ist, wird der Vorratsbehälter
durch die Arbeit der Pumpe unter Druck gesetzt. Falls sich ein Sicherheitsventil im
Kreis befindet, hält
dieses vorteilhafterweise den Unterdruck aufrecht, so dass keine
Luft in den Kreislauf gelangt, was das Risiko hätte, dass der Apparat berstet.
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Das
Ventil erlaubt es, eine ungewollte Entleerung des Apparats in den
Vorratsbehälter
zu vermeiden, falls der Vorratsbehälter während der Behandlung versehentlich
in eine Position gebracht wird, die niedriger als der Apparat oder
der Blasenabscheider liegt. Die Position dieses Ventils in den Leitungen
(zwischen dem Vorratsbehälter
und dem Blasenabscheider) lässt
keine Fehlfunktion zu, unabhängig
davon, ob es offen oder geschlossen ist. Selbst wenn kein Ventil
vorhanden ist, sichert die mit der Leitung 40 verbundene
Verlängerung
der Leitung im Blasenabscheider, dass sich der Blasenabscheider
nicht vollständig
entleeren kann und somit stets Flüssigkeit im Apparat umgewälzt wird.
Im Fall von Ablatherm stellt dies unter allen Umständen einen Schutz
der rektalen Darmwand des Patienten sicher.
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Die
Erfindung betrifft weiterhin einen Ausrüstsatz für ein derartiges System zur
Behandlung von Flüssigkeiten.
Der Ausrüstsatz
wird in einem Blister zur Verfügung
gestellt, der durch eine Membran des Typs "Tyvek" (angemeldete Marke) verschlossen ist,
und den der Benutzer auf einer starren mechanischen Halterung, welche
auf dem Ablatherm angebracht ist, anbauen kann. Der Ausrüstsatz umfasst
einen Flüssigkeitsbehälter, einen
Wärmetauscher,
einen Blasenabscheider, und Leitungen zur Verbindung der unterschiedlichen
Elemente. Weitere Elemente (Einwegballonhaut zur Befestigung um
die Sonde herum, Bindedraht (ligature) zur Befestigung der Ballonhaut,
Gel zur akustischen Ankopplung, optischer Reflektor zur Detektion
von Bewegungen des Patienten, Spritze) können ebenfalls Teil des Ausrüstsatzes
sein, werden jedoch in diesem Dokument nicht beschrieben. Dieser
Bausatz ermöglicht
es, die Elemente des Kreislaufs, die im Kontakt mit der Flüssigkeit
stehen, nach der Benutzung zu ersetzen. Man kann anschließend einen
neuen sterilen Apparat verwenden und dadurch das Risiko im Krankenhaus
erworbener Infektionen (infections nosocomiales) bestmöglich begrenzen.
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Selbstverständlich ist
die vorliegende Erfindung nicht auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungsarten
und Ausführungsbeispiele
begrenzt, sondern ist ebenso in vielfältigen Varianten, die dem Fachmann
zugänglich
sind, verwendbar. Ebenso ist es möglich, die Erfindung für andere
Apparate anzuwenden. Die Position des Wärmetauschers im Kreislauf kann
variieren, und er kann am Ausgang des Apparats angeordnet sein,
wobei es jedoch die Position strömungsaufwärts vom
Apparat ermöglicht,
die thermischen Verluste im Kreislauf zu begrenzen. Die bevorzugte
Position der Pumpe ist in der Figur dargestellt. Auch wenn dies
weniger vorteilhaft ist, kann sich die Pumpe auch zwischen dem Wärmetauscher
und dem Apparat befinden oder auch zwischen dem Apparat und dem
Blasenabscheider. In gleicher Weise ist die bevorzugte Position
des Durchflussmengensensors in der Figur dargestellt. Dieser Sensor
kann jedoch auch flussabwärts zur
Pumpe angeordnet sein. Jedoch ermöglicht es eine Position flussaufwärts der
Pumpe, die Unversehrtheit des Kreislaufs – Fehlen von Einquetschungen
oder von Lecks in der Ballonhaut und dem Rückflusskreis – zu überprüfen und
dadurch eine gesteigerte Funktionssicherheit zu bieten.
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Die
Kontrolleinrichtungen des Systems wurden nicht im Detail beschrieben.
Es kann vorgesehen werden, dass die Sensoren und die Pumpe von der gleichen
Steuereinrichtung angesteuert werden, welche auch die Steuereinrichtung
des Apparats sein kann.