DE69129505T2

DE69129505T2 - Vorrichtung zur Injektion von Kontrastmitteln

Info

Publication number: DE69129505T2
Application number: DE69129505T
Authority: DE
Inventors: John Goodman; Irvin F Hawkins; Eamonn Hobbs; Arthur L Zimmet
Original assignee: Angiodynamics Inc
Current assignee: Angiodynamics Inc
Priority date: 1990-03-09
Filing date: 1991-03-01
Publication date: 1998-10-01
Anticipated expiration: 2011-03-02
Also published as: AU633406B2; DE69129505D1; ATE166777T1; EP0446715B1; IL97466A; JPH04220269A; EP0446715A2; IL97466A0; CA2037384C; AU7262991A; ES2116271T3; EP0446715A3; US5249579A; JP2763966B2; CA2037384A1

Description

VORGESCHICHTE DER ERFINDUNG

Die Erfindung bezieht sich auf einen Injektor zum Injizieren eines gasförmigen Kontrastmittels in den Blutstrom und insbesondere auf einen Injektor zum gesteuerten Injizieren von Kohlenstoffdioxid in den Blutstrom.
In den Blutstrom injiziertes Kohlendioxid kann bei angiographischen Vorgängen als negatives Kontrastmittel oder bei Vorgängen, wie zum Beispiel Arteriogrammen, Angioskopie und Lasertherapie, als Blutverdrängungsmittel dienen.
Ein flüssiges jodiertes Kontrastmittel ist ein zur Zeit bei der Angiographie verwendetes Kontrastmittel. Das flüssige jodierte Kontrastmittel wird mit einer vorgegebenen Strömungsgeschwindigkeit in den Blutstrom injiziert. Bei Eintreten des flüssigen jodierten Kontrastmittels in den Blutstrom vermischt es sich mit dem Blut und fließt stromabwärts. Obwohl ein jodiertes Kontrastmittel im allgemeinen nutzbringend und sicher ist, kann es ernsthafte Schwierigkeiten und bei Menschen mit Jodallergien sogar den Tod verursachen.
Kochsalzlösung ist ein bekanntes Blutverdrängungsmittel und wird bei der Lasertherapie und Angioskopie häufig verwendet. Kochsalzlösung hat eine begrenzte Anwendung, da sie in großen Mengen nicht sicher injiziert werden kann. Im Unterschied zu Kochsalzlösung hat Kohlendioxid eine bessere Lichtdurchlässigkeit und Wärmeisolationseigenschaften.
Im Unterschied zu bekannten Kontrast- und Verdrängungsmittel ist Kohlendioxid kostengünstig, nicht toxisch und wird durch normales Atmen sofort aus dem Körper freigegeben. Für eine sichere und wirkungsvolle Verwendung von Kohlendioxid als Kontrastmittel mit den zur Zeit bekannten Zuführungssystemen haben sich jedoch teilweise aufgrund der Tatsache, daß Kohlendioxid ein komprimierbares Gas ist, Schwierigkeiten ergeben.
Bei Injizieren von Kohlendioxid in das Gefäßsystem verdichtet und entspannt es sich zusammen mit der durch die Herzleistung erzeugten Druckwelle. Das während der Systole in die Aorta gedrückte Blut schiebt das Blut in den Blutgefäßen nach vorne und baut eine in den Arterien nach unten wandernde Druckwelle auf. Der arterielle Druck steigt während der Systole und sinkt während der Diastole.
Die Strömungsgeschwindigkeit des Blutes durch das Gefäßsystem hängt vom Herzzyklus und vom Blutdruck ab. Unter Verwendung von bekannten Mitteln kann sie unmittelbar gemessen werden.
Beim Injizieren von Kohlendioxid in den Blutstrom bildet es Blasen. Damit Kohlendioxid als lebensfähiges Kontrast- oder Verdrängungsmittel wirken kann, muß es das Blut in dem interessierenden Gebiet vollständig verdrängen. Falls es dies nicht tut, erscheint sämtliches nicht verdrängtes Blut fälschlicherweise als Stenose oder Läsion. Während der gesamten Injektionsdauer muß das Kohlendioxid das Blut in dem interessierenden Gebiet vollständig verdrängen. Zum Erzielen dieser Verdrängung muß das Kohlendioxid mit einem über dem Druck des Blutes selbst liegenden Druck injiziert werden. Falls jedoch der Druckunterschied zwischen dem injizierten Kohlendioxid und dem Blut zu groß ist, erfolgt ein Rückfluß oder eine rückläufige Kohlendioxidströmung. Dieser Rückfluß verlangt das Injizieren zusätzlichen Kohlendioxids und verursacht wegen der ungesteuerten Natur der Kohlendioxidströmung weiter Sicherheitsprobleme.
Große Sorgfalt muß beim Kohlendioxid zum Vermeiden der Bildung von Blutklumpen gezeigt werden. Zusätzlich muß zu Beginn der Injektion des Kohlendioxids sorgfältig auf das Vermeiden von Druckspitzen geachtet werden. Zusätzlich muß darauf geachtet werden, daß jede explosive Einleitung, die dem Patienten Schmerz verursachen ktnnte, vermieden wird. Weiter sollten zum Gewährleisten von Sicherheit und Bequemlichkeit des Patienten Stickstoff und Sauerstoff aus dem Injektorsystem entfernt werden.
Vorzugsweise wird, ohne dabei etwas von der Qualität des Verfahrens aufzugeben, so wenig Kohlendioxid wie möglich injiziert, und vorzugsweise wird das Kohlendioxid mit dem niedrigst möglichen Druck, der noch eine vollständige Verdrängung des Blutes zuläßt, injiziert.
Eine Vorrichtung zum Einleiten von Gas in das kardiovaskuläre System eines Lebewesens, damit das Gas das Blut in dem kardiovaskulären System in einem interessierenden Gebiet verdrängt und damit wie ein angiographisches Kontrastmittel wirkt, mit einer Quelle mit dem gewünschten Gas, mit einem an das kardiovaskuläre System des Lebewesens anschließbaren Katheter, mit einem Injektor mit einem die Quelle mit dem Katheter verbindenden Ventil, mit einer Injektorsteuerung mit einem Elektrokardiogramm zum Ausbilden einer Information über den Herzzyklus, mit einem mit der Systole synchronisierten ersten Steuersignal und mit einem mit der Diastole synchronisierten zweiten Steuersignal ist aus der DE- A-3 802 128 bekannt. Diese bekannte Vorrichtung wirkt wie eine Meßvorrichtung zum Einleiten von Kohlendioxid in den Blutstrom eines Patienten. Die Vorrichtung enthält Mittel zum Messen des Blutdruckes in den Arterien als sogenannter sekundärer Druck. Dieser sekundäre Druck wird zum Steuern eines Übertragers, der seinerseits ein Servoventil steuert, in die Vorrichtung zurückgeführt. Dieses Servoventil liegt zwischen der Kohlendioxidquelle und dem Katheter. Das Servoventil stellt eine der Strömungsgeschwindigkeit des Blutes in dem Blutgefäßsystem proportionale Strömungsgeschwindigkeit des Kohlendioxids ein. Eine Schwierigkeit mit Vorrichtungen dieser Art liegt im Injizieren von Kohlendioxid in die Blutgefäße mit dem niedrigst möglichen und trotzdem noch eine vollständige Verdrängung des Blutes zulassenden Druck. Zur gleichen Zeit sollte darauf geachtet werden, den Druck des Kohlendioxids nicht zu stark anzuheben, da dies das Risiko einer Bildung von Kohlendioxidblasen einschließt. Der Hauptzweck der bekannten Vorrichtung liegt darin, sicherzustellen, daß das Kohlendioxid immer ohne Drucküberschuß zur Verfügung steht.
Hiervon ausgehend, liegt der Erfindung die Aufgabe einer Ausbildung einer Vorrichtung der beschriebenen Art zugrunde, die sicherstellt, daß das Kohlendioxid mit einem vom Augenblicksdruck in dem Blutgefäßsystem abhängigen oder mit dem Herzzyklus des Patienten synchronisierten optimalen Druck injiziert wird. Diese Aufgabe wird durch die Erfindung mit einer Vorrichtung der oben erwähnten Art dadurch gelöst, daß das Ventil auf die durch die Injektorsteuerung erzeugten ersten und zweiten Steuersignale anspricht, damit das Gas während der Systole mit einer ersten vorbestimmten Strömungsgeschwindigkeit und während der Diastole mit einer zweiten, von dieser abhängigen Strömungsgeschwindigkeit zur Verfügung steht. Insbesondere werden das erste und das zweite Steuersignal durch Abnehmen eines Herzsignals durch Ankoppeln der Vorrichtung an ein Standardelektrokardiogramm mit drei Leitungen und Verarbeiten dieser Information mit einer Injektorsteuerung erreicht, die sowohl die Amplitude als auch die Dauer der Öffnung des Ventils steuert. Die Injektorsteuerung synchronisiert das Öffnen und Schließen der Ventilöffnung mit dem Systole- und Diastolebereich des Herzzyklus des Patienten, so daß die Kohlendioxidströmung mit dem Herzzyklus des Patienten genau synchronisiert wird. Die Injektorsteuerung kann einen Mikroprozessor enthalten. Dieser ermöglicht, daß das Kohlendioxid das Blut in dem interessierenden Gebiet während der gesamten Injektion verdrängt. Dies minimiert Sicherheitsrisiken und erhöht den Komfort des Patienten. Zur gleichen Zeit werden Schwierigkeiten, wie ein Verklumpen des Blutes oder eine explosive Einleitung, auf ein Minimum zurückgeführt.

KURZE BESCHREIBUNG

In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum gesteuerten Injizieren von Gas in das Gefäßsystem eines Lebewesens vorgesehen. Die Vorrichtung weist eine Einlaß- und eine Auslaßöffnung auf, damit das Gas in sie eintreten und aus ihr austreten kann. Die Vorrichtung enthält einen Mechanismus zum Steuern der Strömungsgeschwindigkeit, mit der das Gas eingeleitet wird, so daß die Strömungsgeschwindigkeit des Gases in einer Beziehung zu der Strömungsgeschwindigkeit des Blutes in dem Gefäßsystem des Lebewesens steht. Der Mechanismus zum Steuern der Strömungsgeschwindigkeit läßt deren Änderung im Verlauf einer Injektion zu.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung eines Teiles der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Darstellung des Injektors vor dem Anschließen der Kohlendioxidquelle an diesen.
Fig. 2 ist eine schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Fig. 3 ist eine schematische Ansicht des sterilen Systems der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Fig. 4 ist eine schematische Ansicht eines Teiles des erfindungsgemäßen Injektors zum Anzeigen des Weges der Strömung des Kohlendioxids durch diesen.

INS EINZELNE GEHENDE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Gemäß der Darstellung in den Zeichnungen ist die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung allgemein mit 10 bezeichnet. Sie kann Kohlendioxid oder irgendein anderes geeignetes Gas in einer gesteuerten veränderlichen Weise, die die Strömung des injizierten Kohlendioxids mit dem pulsierenden Blutstrom in dem beobachteten Gebiet synchronisiert, dem Blutstrom einer Person zuführen.
Die Vorrichtung 10 verwendet Kohlendioxid aus einer Kohlendioxidquelle 14. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Quelle 14 ein Einweg- TA4-Zylinder. Er enthält ein vorbestimmtes Volumen Kohlendioxid.
Kohlendioxid strömt aus der Quelle 14 durch einen Injektor 13, durch ein steriles Segment 15 und wird dann über einen Katheter 34 in den Blutstrom eines Patienten eingeleitet. Die Strömungsgeschwindigkeit des Kohlendioxids wird mit einem Ventil 20 in einem Injektor 13, der eine veränderliche Öffnung aufweist, gesteuert. Das Ventil 20 wird seinerseits mit einem Mikroprozessor 12 gesteuert. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Ventil 20 ein mit Gleichspannung gesteuertes Ventil, das die Gasströmungsgeschwindigkeit zwischen 3 cm³/sec bis 225 cm³/sec regeln kann. Im Betrieb wird das Ventil während der Systole auf eine erste, höhere und während der Diastole auf eine zweite, niedrigere Strömungsgeschwindigkeit eingestellt. Die Ansprechzeit der Ventilöffnung beim Umschalten zwischen der systolischen und der diastolischen Strömungsgeschwindigkeit beträgt etwa drei Millisekunden.
Anstelle eines veränderlichen Düsenventils kann auch ein anderes Mittel zum Steuern der Strömung verwendet werden. Beispiele für ein solches Mittel sind die Verwendung eines Zwei-Stufen-Zwischenreservoirsystems, das das Kohlendioxid auf zwei verschiedenen Drücken hält, eine Aufeinanderfolge von an kalibrierte Öffnungen angeschlossenen hintereinanderliegenden Ventilen und zwei einstellbare Druckregler.
Zum Erzielen der gewünschten pulsierenden Strömungsgeschwindigkeit des Kohlendioxids wird die Öffnung des Ventils 20 mit einem Mikroprozessor 12 gesteuert. Hierzu werden dem Mikroprozessor 12 die folgenden Eingangsdaten zugeführt. Der Arzt führt eine klinische Bestimmung der während der Systole gewünschten Strömungsgeschwindigkeit durch und gibt diese in den Mikroprozessor 12 ein. Die Strömungsgeschwindigkeit des Kohlendioxids während der Diastole ist ein vorbestimmter Prozentsatz der systolischen Strömungsgeschwindigkeit, zum Beispiel etwa 20 %. Ein Arzt gibt ein klinisch bestimmtes Volumen an Kohlendioxid, das während des Injektionsvorgangs injiziert werden soll, in den Mikroprozessor 12 ein und stellt dem Mikroprozessor auch die Länge und den Durchmesser des Katheters 34 zur Verfügung. Eine Information zum Herzzyklus und Blutdruck des Patienten wird dem Mikroprozessor unter Verwendung herkömmlicher Mittel zur Verfügung gestellt. In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Blutdruckinformation mit einem in einem sterilen System 15 angeordneten Einweg-Blutdruckübertrager und die Herzzyklusinformation durch Anschließen der Vorrichtung 10 an ein Standard-Elektrocardiogramm mit drei Zuleitungen erzielt. Auf der Grundlage bekannter Kalibrationsalgorithmen bestimmt der Mikroprozessor die Größe und die Dauer der Öffnung der Düse des Ventils 20. Der Mikroprozessor 12 synchronisiert das Öffnen und das Schließen der Düse des Ventils 20 mit den systolischen und diastolischen Bereichen des Herzzyklus des Patienten, so daß die Strömung des Kohlendioxids seinerseits mit der Blutdruckwelle des Patienten synchronisiert wird.
Wenn Kohlendioxid nicht in einen Patienten injiziert wird, wird Kochsalzlösung zum Verhindern eines Verklumpens des Blutes im Katheter injiziert. Sowohl das Kohlendioxid als auch die Kochsalzlösung fließen gemeinsam durch das sterile Segment 15. Das Kohlendioxid strömt nach dem Durchgang durch den Injektor 13 durch das sterile Segment 15. Damit koppelt das sterile Segment 15 sowohl eine Kochsalzlösungsquelle als auch einen Injektor 13 an den Katheter 34 und verwendet hierbei zwei Längen der sterilen Leitungen 40, 42, die an ihren abgelegenen Enden verbunden sind und in einen einzigen Dreiwege-Absperrhahn 32 münden.
Der Weg der Kochsalzlösung ist wie folgt. Unter Druck stehende Kochsalzlösung aus einem Beutel 22 oder einer anderen Klemme wird unter Verwendung einer Klemme 31 dem sterilen Segment 15 zugeführt. Eine Walzenklemme 33 und ein externes Abklemmventil 35 sind zum Steuern der Strömung der Kochsalzlösung durch die Leitung 42 vorgesehen. Die Kochsalzlösung fließt durch ein Rückschlagventil 37, das eine Rückströmung des Kohlendioxids in den Sack 22 mit der Kochsalzlösung verhindert, dann durch einen Blutdruckübertrager 39 und dann durch einen Dreiwege-Hochdruckabsperrhahn 32 in den Katheter 34. Das externe Abklemmventil 35 stellt sicher, daß die Kochsalzlösung und das Kohlendioxid nicht gleichzeitig in den Katheter fließen, und stellt auch sicher, daß die Kochsalzlösung bei nichtfließendem Kohlendioxid in den Katheter fließt.
Der Weg der Strömung des Kohlendioxids ist wie folgt. Nach dem Verlassen der Quelle 14 strömt das Kohlendioxid in den Injektor 13. In diesem fließt das Kohlendioxid durch ein Zwei-Mikron-Filter 24, das große Feststoffverunreinigungen entfernt. Als nächstes fließt es durch einen Druckregler 26, der den von der Quelle 14 zugeführten Druck herabsetzt und den Druck des Kohlendioxids im Injektor auf einen Standardwert bringt. Anschließend strömt das Kohlendioxid durch ein Ein/Aus-Ventil 28, das die Strömung des Kohlendioxid im Injektor 13 anhalten kann. Das Kohlendioxid strömt dann durch das Ventil 20. Nach dem Durchtritt durch dieses strömt das Kohlendioxid dann durch einen Durchflußsensor 9, der Daten bezüglich der Augenblicksströmungsgeschwindigkeit dem Mikroprozessor 12 zuführt. Das Kohlendioxid strömt dann durch ein Ein/Aus-Ventil 7 unmittelbar zum Anschlußpunkt des sterilen Segmentes am Injektor 13. Das Kohlendioxid verläßt dann den Injektor 13 und strömt in das sterile Segment 15 durch die Leitung 40, über die es durch ein sterilisierendes Filter 29, ein Rückschlagventil 30, einen Blutdruckübertrager 39 und ein Absperrventil 32 über den Katheter 34 in den Patienten einströmt. In dem sterilen Segment 15 sind sämtliche Ventile und Filter hermetisch verschlossen.
Bei Gebrauch wird der Katheter 34 in einen Patienten eingeführt, und das sterile Segment 15 wird dann an den Katheter angeschlossen. Zum Evakuieren der Luft aus dem Katheter 34 wird das Absperrventil 32 dann in eine Rückströmungsstellung gebracht.
Vor Beginn einer Injektion von Kohlendioxid und nach Anschluß des Katheters an das geschlossene System wird die Vorrichtung 10 gereinigt. Zur Sicherheit des Patienten wird hierbei Umgebungsluft, die einen hohen Prozentsatz Stickstoff enthält, aus der Vorrichtung entfernt. Während dieser Reinigung kann Kohlendioxid bei sich in offener Stellung befindendem Absperrhahn 32 durch den Injektor 13 und das sterile Segment 15 strömen und die in dem System befindliche Luft in die Atmosphäre entlüften. Nach Durchdrücken einer ausreichenden Menge Kohlendioxid durch den Injektor wird der Absperrhahn 32 in seine Injektionsstellung gebracht. Bei jedem Trennen des sterilen Segmentes vom Injektor 13 und beim Anschließen einer neuen Quelle 14 an den Injektor 13 muß ein Reinigungszyklus durchgeführt werden.
Zu Beginn jeder Injektion wird ein vorbestimmtes Volumen Kohlendioxid in das sterile Segment gegeben. Die injizierte Menge Kohlendioxid reicht gerade zum Reinigen des sterilen Segmentes und des Katheters von der Kochsalzlösung aus. Der Sinn liegt im Ausbilden einer nicht unterbrochenen Säule Kohlendioxid zwischen der Quelle und dem Patienten. Wegen seiner gasartigen Natur wird das Kohlendioxid bei Beaufschlagung mit Druck verdichtet. Bei Beginn einer Injektion stellt dies ein Problem dar. Ohne die Spülinjektion von Kohlendioxid würde das Gas, während es gegen die Säule aus Kochsalzlösung stößt, weiter verdichtet. Diese Verdichtung würde, wenn das Kohlendioxid das Ende des Katheters erreicht, in Form einer Übergangsexplosion entspannt. Um dies zu verhindern, wird eine nicht unterbrochene Säule aus Kohlendioxid vor der Injektion zwischen dem Injektor 13, dem sterilen Segment 15 und dem Blutstrom des Patienten aufgebaut. Dieses kontinuierliche Volumen Kohlendioxid wird durch Herausspülen der in dem System befindlichen Kochsalzlösung unter Verwendung eines kleinen Injektionsvolumens Kohlendioxid zum Herausstoßen der vor diesem befindlichen Kochsalzlösung erzeugt. Zu diesem Zeitpunkt zu viel vorhandenes Kohlendioxid würde zu einer explosiven Dekompression führen und damit die Blutgefäße beschädigen.
Nachdem so viel Zeit verstrichen ist, daß ein vorgegebenes Volumen Kohlendioxid durch das sterile Segment und den Katheter expandieren kann, wird eine Injektion bei der vorbestimmten systolischen und diastolischen Strömungsgeschwindigkeit begonnen. Die Injektion beginnt bei Detektion einer R-Wellenspitze. Das Ventil 20 wird sich, wie vorstehend ausgeführt wurde, unter der Steuerung des Mikroprozessors 12 synchron zu den systolischen und diastolischen Abschnitten des Herzzyklus des Patienten öffnen und schließen, um damit die Strömungsgeschwindigkeit des Kohlendioxids in den Patienten zu verändern, damit das Blut im interessierenden Gebiet vollständig verdrängt wird. Die Zeit des systolischen und die des diastolischen Segmentes werden unter Verwendung bekannter Beziehungen mit dem Blutdruckübertrager 39 bestimmt. Die Injektion wird fortgesetzt, bis die zuvor vom Arzt bestimmte Menge Kohlendioxid zugeführt wurde. Diese Injektion erstreckt sich im allgemeinen über mehrere Herzzyklen.
Nach Abschluß einer Injektion wird der Rest des verdichteten Kohlendioxids über ein Magnetventil 17 in die Atmosphäre abgelassen. Mit dem Ablassen dieses Restgases wird vermieden, daß zusätzliches Kohlendioxid zufällig dem Patienten injiziert wird. Das Ventil 17 bleibt geöffnet, bis ein Druckübertrager 25 feststellt, daß der Restdruck im Injektor nominal über dem physiologischen Druck liegt.
Die Vorrichtung 10 enthält eine Anzahl von Mechanismen zum Vergrößern der Sicherheit des Injektionsvorganges. Eine zusätzliche Sicherheit ergibt sich durch den Druckübertrager 23, der den Druck in der Quelle 14 mißt. Diese Druckinformation wird benutzt, um zu bestimmen, ob die Quelle 14 eine angemessene Menge Kohlendioxid zur Injektion enthält, und um zu bestimmen, ob die Quelle 14 mit dem Injektor 13 verbunden ist. Falls nicht mehr ausreichend Kohlendioxid für eine Injektion vorhanden ist, läßt der Mikroprozessor den Beginn einer Injektion nicht mehr zu. Bei abgetrennter Quelle 14 wird der Mikroprozessor ein passendes Signal geben, um den Arzt darauf hinzuweisen, daß das System vor einer Injektion gespült werden muß.
Zur zusätzlichen Sicherheit und um die während einer Injektion zugeführte Gesamtmenge Kohlenidoxid zu bestimmen, wird ein Durchflußsensor 9 zum Messen der Augenblicksströmungsgeschwindigkeit durch den Injektor 13 verwendet. Falls die Augenblicksströmungsgeschwindigkeit nicht innerhalb der Eingangsparameter liegt oder falls das vorbestimmte Volumen bereits zugeführt wurde, hält der Mikroprozessor 12 die Injektion an. Ein zusätzlicher Sicherheitsmechanismus ergibt sich dadurch, daß der Mikroprozessor 12 die erwartete Dauer einer Injektion errechnet und die tatsächliche Injektionszeit bemißt. Wieder wird der Mikroprozessor 12 die Injektion beenden, falls das Soll-Volumen nicht in der erwarteten Zeit zugeführt wurde.
Signale vom Druckübertrager 21 werden auch zum Überwachen der Funktion des Druckreglers 26 und zur Übermittlung einer geeigneten Mitteilung verwendet, falls dieser nicht ordnungsgemäß arbeitet.
Zum Überprüfen des Kohlendioxids auf eine mögliche Verunreinigung kann ein Gassensor 43 in den Injektor 13 eingesetzt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Gassensor 43 ein schnell wirkender Sauerstoffsensor mit einer Empfindlichkeit im ppm-Bereich. Das vom Sensor 43 abgegebene Gas wird über ein Einwegrückschlagventil in die Atmosphäre abgelassen. Damit wird sichergestellt, daß Raumluft nicht in den Kohlendioxidgasstrom hineingezogen wird.
Um festzustellen, ob das sterile Segment 15 mit dem Injektor 13 verbunden ist, wird ein Annäherungssensor 45 verwendet. Vom Mikroprozessor 12 wird diese Information verwendet, um festzustellen, ob ein Spülzyklus durchgeführt werden muß.
Die Tafel 47 dient zum Eingeben von Daten in den Mikroprozessor 12 und wird weiter zur Darstellung von Informationen für den Arzt verwendet.
Der Katheter 34 ist ein Wegwerfartikel. Katheter verschiedener Länge und verschiedenen Durchmessers sind zur Verwendung mit der Vorrichtung 10 vorgesehen. Die Länge und der Durchmesser des Katheters werden vom Arzt auf der Grundlage verschiedener Kriterien ausgewählt. Hierzu gehört auch das Gefäß, in das das Kohlendioxid injiziert werden soll.
Das sterile Segment 15 ist ein Wegwerfartikel, und es wird daran gedacht, für jeden Patienten ein neues steriles Segment zu verwenden.
Die Vorrichtung 10 bietet einen sicheren und wirkungsvollen Weg zur Zufuhr eines pulsierenden Kohlendioxidstromes zu einem Patienten. Dabei wirkt dieses Kohlendioxid als Kontrastmittel.
Der Blutdruckübertrager 39 wird überwacht, um sicherzustellen, daß das sterile Segment 15 vor Beginn einer Spülung nicht an einen Patienten angeschlossen wird. Diese Überwachung erfolgt dadurch, daß festgestellt wird, ob eine Blutdruckwellenform detektiert werden kann. Die Detektion einer solchen Wellenform zeigt, daß sich der Absperrhahn 32 nicht in der für eine Spülung erforderlichen Stellung befindet.
Aus Sicherheitsgründen sollte der Druck in der Quelle 14 konstant sein. Dieser Druck wird mit dem Übertrager 23 überwacht. Bei einem Abfall in diesem Druck nach einem Spülzyklus wird ein weiterer Spülzyklus vor Beginn einer Injektion erforderlich.
Die bei einer Injektion 13 auftretende Ist-Strömungsgeschwindigkeit ist eine Funktion des Gasdrucks an der stromaufwärtigen Seite des Ventils 20, des diesem zugeführten Steuerstromes und der Größe und der Länge des Katheters 34. Zur Sicherstellung einer genauen Strömungsgeschwindigkeit sollte sich der stromaufwärts gerichtete Gasdruck auf einem stabilen voreingestellten Wert befinden, und dieser Druck wird mit dem Druckübertrager 21 überwacht.
Das R-Wellenintervall wird mit dem Mikroprozessor 12 gemessen, und damit wird sichergestellt, daß es sich innerhalb des physiologischen Normalbereiches befindet. Zusätzlich wird das R-Wellenintervall während einer Injektion überwacht. Damit wird eine Kontinuität der R-Wellen während der Injektion sichergestellt. Der Zweck dieser Überwachungsfunktionen liegt darin, sicherzustellen, daß klinisch wirksame Studien bei jeder Injektion durchgeführt werden und daß der Patient nicht mehr Kohlendioxid als notwendig ausgesetzt wird.
Zum Vermeiden aufeinanderfolgender Injektionen während einer Zeitspanne von fünf Minuten weist der Mikroprozessor 12 ein Verzögerungsprogramm auf. Dieses stellt sicher, daß das während einer Injektion zugeführte Kohlendioxid vor der folgenden Injektion vollständig vom Körper absorbiert ist. Dies minimiert das Risiko einer lokalen Blutleere.
Der Mikroprozessor 12 wird so programmiert, daß er das Injektionsvolumen auf 1000 cm³ begrenzt. Damit wird die Zuführung übermäßiger Injektionsvolumina verhindert. Dies könnte einen zu einer lokalen Blutleere führenden Kohlendioxidaufbau ergeben.

Claims

1. Vorrichtung zum Einleiten von Gas in das kardiovaskuläre System eines Lebewesens, damit das Gas das Blut in dem kardiovaskulären System in einem interessierenden Gebiet verdrängt und damit wie ein angiographisches Kontrastmittel wirkt, mit

einer Quelle (14) mit dem gewünschten Gas,

einem an das kardiovaskuläre System des Lebewesens anschließbaren Katheter (34),

einem Injektor (13) mit einem die Quelle (14) mit dem Katheter (34) verbindenden Ventil (20) und

einer Injektorsteuerung mit einem Elektrokardiogramm zum Ausbilden einer Information über den Herzzyklus, mit einem mit der Systole synchronisierten ersten Steuersignal und mit einem mit der Diastole synchronisierten zweiten Steuersignal,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Ventil (20) auf die durch die Injektorsteuerung erzeugten ersten und zweiten Steuersignale anspricht, damit das Gas während der Systole mit einer ersten vorbestimmten Strömungsgeschwindigkeit und während der Diastole mit einer zweiten, von dieser abhängigen Strömungsgeschwindigkeit abgegeben wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit während der Diastole ein vorgegebener Prozentsatz der Geschwindigkeit während der Systole ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Volumenmeßmittel (9) zum Ausbilden eines Signals zum Anzeigen des während eines Injektionsvorganges injizierten kumulativen Gasvolumens und ein auf das Volumenmeßmittel (9) ansprechendes Abschaltmittel zum Schließen des Ventils (20), wenn das Volumen einen vorbestimmten Wert erreicht hat.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Mittel (26) zum Regeln des Gasdruckes in der Vorrichtung (10).

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Mittel (17, 43) zum Ablassen von Gas aus der Vorrichtung (10).

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Druckwandlern (23) zum Messen des Gasdrucks an verschiedenen Stellen in der Vorrichtung (10) zum Überwachen von deren richtiger Funktion zur Sicherheit des Patienten.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Massenstromsensor (9) zum Zuführen einer Information zum Steuermittel (39), um festzustellen, ob die Strömungsgeschwindigkeit des Gases und die zugeführte Gasmenge innerhalb der Eingangsparameter liegen, und einen Mikroprozessor (12) zum Beenden der Injektion, wenn die Strömungsgeschwindigkeit oder das Volumen nicht innerhalb der Eingangsparameter liegt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Meßmittel (43) zum Feststellen der Gegenwart von Verunreinigungen in der Vorrichtung (10).

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßmittel (43) die Gegenwart von Sauerstoff feststellt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Zeitvorgabevorrichtung in dem Mikroprozessor (12).

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch ein Mittel zum Berechnen einer Sollinjektionszeit und deren Vergleich mit der Istinjektionszeit zum Beenden der Injektion, wenn die Ist- die Sollzeit übersteigt.