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DE102012012180A1 - Device for in-vivo measurement of oxygen partial pressure of intravascular fluid, has polarographic measurement unit for oxygen partial pressure measurement, which is arranged along catheter - Google Patents

Device for in-vivo measurement of oxygen partial pressure of intravascular fluid, has polarographic measurement unit for oxygen partial pressure measurement, which is arranged along catheter Download PDF

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Publication number
DE102012012180A1
DE102012012180A1 DE201210012180 DE102012012180A DE102012012180A1 DE 102012012180 A1 DE102012012180 A1 DE 102012012180A1 DE 201210012180 DE201210012180 DE 201210012180 DE 102012012180 A DE102012012180 A DE 102012012180A DE 102012012180 A1 DE102012012180 A1 DE 102012012180A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
catheter
measuring
partial pressure
oxygen
polarographic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE201210012180
Other languages
German (de)
Inventor
Christoph Hehrlein
Amina Arab
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Universitaetsklinikum Freiburg
Original Assignee
Universitaetsklinikum Freiburg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Universitaetsklinikum Freiburg filed Critical Universitaetsklinikum Freiburg
Priority to DE201210012180 priority Critical patent/DE102012012180A1/en
Publication of DE102012012180A1 publication Critical patent/DE102012012180A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

The device has a catheter (1) with a distal catheter end and a proximal catheter end (5) and a flexible, fluid-tight catheter wall. A polarographic measurement unit is integrated in the catheter and provides a measuring chamber partially limited by the catheter wall. The measuring chamber is filled with electrolyte fluid, in which a polarographic cathode and an anode are arranged. The catheter wall is only permeable to oxygen. The catheter has a flexible metallic catheter tip formed of metallic radio-opaque guide wire. Another polarographic measurement unit for oxygen partial pressure measurement is arranged along the catheter and spaced from the former measurement unit in the region between distal and proximal catheter ends.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur in vivo Messung wenigstens des Sauerstoffpartialdruckes einer intravaskulären Flüssigkeit mit einem Katheter, der über ein distales und proximales Katheterende sowie eine flexible, fluiddichte Katheterwand verfügt, mit mehreren in den Katheter integrierten, polarographischen Messeinheiten, die eine durch die Katheterwand zumindest bereichsweise begrenzende Messkammer vorsieht, die mit einer Elektrolytflüssigkeit gefüllt ist, in der eine polarographische Kathode sowie eine Anode angeordnet sind, wobei ausschließlich die die Messkammer begrenzende Katheterwand sauerstoffdurchlässig ausgebildet ist. In einer Ausführungsvariante der Erfindung werden einzelne Messdaten drahtlos auf eine Auswertungs- und Monitorstation übertragen.The invention relates to an apparatus for in vivo measurement of at least the oxygen partial pressure of an intravascular fluid with a catheter having a distal and proximal catheter end and a flexible, fluid-tight catheter wall with a plurality of integrated into the catheter polarographic measurement units, the one through the Catheter wall at least partially limiting measuring chamber provides, which is filled with an electrolyte liquid, in which a polarographic cathode and an anode are arranged, wherein only the measuring chamber delimiting the catheter wall is formed permeable to oxygen. In one embodiment of the invention, individual measurement data are transmitted wirelessly to an evaluation and monitoring station.

Stand der TechnikState of the art

Vorrichtungen der vorstehend genannten Gattung dienen der in vivo Messung des Sauerstoffpartialdruckes innerhalb einer intravaskulären Flüssigkeit, die sich in menschlichem oder tierischem Gefäßsystem befindet. Um derartige Messungen am lebenden Organismus durchführen zu können, ist die zur Sauerstoffpartialdruck-Messung erforderliche Messsensorik innerhalb eines Katheters integriert und besteht in aller Regel aus elektrochemischen Sauerstoffsensoren, die auf dem amperometrischen Messprinzip, auch als Clark-Prinzip bezeichnet, beruhen. Derartige Sauerstoffpartialdruck-Sensoren verfügen über eine gegenüber der Umgebung fluiddicht abschließende Messkammer, innerhalb der eine Elektrolytflüssigkeit enthalten ist. In die Messkammer ragen darüber hinaus zwei Elektroden, von denen die Kathode aus einem geeigneten Edelmetall, vorzugsweise Platin, und die Anode typischerweise aus Silber, vorzugsweise mit einer Silberchloridoberfläche, besteht. Die Messkammer ist zumindest teilweise von einer sauerstoffdurchlässigen Membran umschlossen, so dass Sauerstoff aus der Umgebung gegen den Diffusionswiderstand durch die Membran hindurch in die mit der Elektrolytflüssigkeit angefüllte Messkammer diffundiert. Dabei hängt die eintretende Sauerstoffmenge, welche in die Elektrolytflüssigkeit der Messkammer pro Zeiteinheit eintritt, vom Sauerstoffpartialdruck der Umgebung ab. Zwischen beiden Elektroden wird eine elektrische Spannung angelegt, so dass an der aus Edelmetall bestehenden Kathode, die auch als Arbeitselektrode bezeichnet wird, Sauerstoff reduziert wird. Dabei fließt ein so genannter Diffusionsgrenzstrom, der proportional zum Sauerstoffpartialdruck innerhalb der an der Messkammer angrenzenden Umgebung ist, zumal der messtechnisch erfassbare Diffusionsgrenzstrom direkt von der durch die Sauerstoffdiffusionsmembran hindurch diffundierenden Menge an Sauerstoff in die Messkammer abhängt.Devices of the above type are for in vivo measurement of oxygen partial pressure within an intravascular fluid residing in human or animal vasculature. In order to be able to carry out such measurements on the living organism, the measurement sensor system required for the oxygen partial pressure measurement is integrated within a catheter and as a rule consists of electrochemical oxygen sensors based on the amperometric measurement principle, also referred to as the Clark principle. Such oxygen partial pressure sensors have a measuring chamber which is fluid-tight in relation to the environment and within which an electrolyte liquid is contained. In addition, two electrodes protrude into the measuring chamber, of which the cathode consists of a suitable noble metal, preferably platinum, and the anode is typically made of silver, preferably with a silver chloride surface. The measuring chamber is at least partially enclosed by an oxygen-permeable membrane, so that oxygen from the environment diffuses against the diffusion resistance through the membrane into the measuring chamber filled with the electrolyte liquid. In this case, the amount of oxygen entering, which enters the electrolyte liquid of the measuring chamber per unit of time, depends on the oxygen partial pressure of the environment. An electrical voltage is applied between the two electrodes so that oxygen is reduced at the cathode made of noble metal, which is also referred to as the working electrode. In this case, a so-called diffusion limiting current flows, which is proportional to the oxygen partial pressure within the adjacent to the measuring chamber environment, especially since the metrologically detectable diffusion limit current depends directly on the diffusing through the oxygen diffusion membrane amount of oxygen into the measuring chamber.

Zur lokalen Erfassung des Sauerstoffpartialdruckes in bestimmten intrakorporalen Gefäß- oder Gewebebereichen geht aus der US 4,582,064 ein Kathetersystem mit einer Katheternadel hervor, an deren Katheterspitze eine Sauerstoff diffusionsdurchlässige Membran vorgesehen ist, unter der eine polarografische Messeinheit nach dem Clark-Prinzip, wie vorstehend erläutert, vorgesehen ist.For local detection of the oxygen partial pressure in certain intracorporeal vascular or tissue areas goes from the US 4,582,064 a catheter system with a catheter needle forth at the catheter tip an oxygen diffusion-permeable membrane is provided, under which a polarographic measurement unit according to the Clark principle, as explained above, is provided.

Eine für die Gehirn-Sauerstoffpartialdruck-Messung geeignet ausgebildete Messvorrichtung ist in der Druckschrift EP 0 880 339 B1 beschrieben. Die Sonde verfügt an ihrem distalen Ende über einen dünnen flexiblen Schlauch, der einen mit Elektrolytflüssigkeit gefüllten Raum umschließt, in dem eine polarografische Kathode mit begrenzter Oberfläche sowie eine Anode angeordnet sind, wobei der Schlauch wenigstens im Messbereich sauerstoffdurchlässig ausgebildet ist. Zwischen den Elektroden ist eine polarografische Messspannung angelegt, die mit Hilfe einer proximalseitig mit der Sonde verbundenen Spannungsquelle erzeugt wird.A suitable trained for brain oxygen partial pressure measurement measuring device is in the document EP 0 880 339 B1 described. The probe has at its distal end via a thin flexible tube which encloses a space filled with electrolyte liquid space in which a polarographic cathode with a limited surface and an anode are arranged, wherein the tube is oxygen permeable at least in the measuring range. Between the electrodes, a polarographic measuring voltage is applied, which is generated by means of a voltage source connected to the probe on the proximal side.

Die bekannten Messkatheter dienen vor allem dazu, an diskreten intrakorporalen Messorten den Sauerstoffpartialdruck nach dem Clark-Prinzip zu bestimmen. Gilt es jedoch den Sauerstoffpartialdruck an mehreren Stellen innerhalb bestimmter Gefäß- oder Gewebebereiche zu ermitteln, ist es erforderlich, die jeweilige katheterbasierte Messsonde intrakorporal zu bewegen und an verschiedenen, neuen Messorten zu platzieren. Dies jedoch führt zu einer zusätzlichen Belastung der Gefäß- bzw. Gewebebereiche. Darüber hinaus können an verschiedenen Messorten keine gleichzeitigen, d. h. simultane Messungen von Sauerstoffpartialdruck vorgenommen werden.The known measuring catheters serve primarily to determine the partial pressure of oxygen according to the Clark principle at discrete intracorporeal measuring sites. However, if it is the oxygen partial pressure at several locations within certain vascular or tissue areas to determine it is necessary to move the respective catheter-based probe intracorporeally and to place at various new sites. However, this leads to an additional burden on the vascular or tissue areas. In addition, no simultaneous, ie. H. simultaneous measurements of oxygen partial pressure can be made.

Im Unterschied zu den vorstehenden Kathetersystemen, die vorwiegend starre Katheterinstrumente darstellen und den Sauerstoffpartialdruck auf elektrochemischen Wegen nach dem Clark-Prinzip zu erfassen in der Lage sind, sind darüber hinaus Kathetersondensysteme mit optischen Fasern bekannt, die durchaus flexibel ausgestaltet sind und in blutgefüllten Hohlorganen Sauerstoffsättigungen des Hämoglobins bzw. die Sauerstoffbeladung der Erythrozyten mittels Lichtemission erfassen. Der WO 03/017840 A1 ist ein diesbezüglicher flexibler Katheter zu entnehmen, längs dessen Lumen wenigstens drei Lichtleitfaserkabel verlaufen, die distalseitig stumpf enden und von denen zwei Lichtleitfaserkabel Licht mit jeweils unterschiedlichen Wellenlängen emittieren und das dritte Lichtleitfaserkabel aus der distalseitigen Umgebung rückgestreutes Licht empfängt und zur Auswertung proximalseitig rückführt.In contrast to the above catheter systems, which represent predominantly rigid catheter instruments and the oxygen partial pressure on electrochemical pathways to detect the Clark principle are beyond catheter catheter systems with optical fibers are known, which are quite flexible and designed in blood-filled hollow organs oxygen saturations of the Detecting hemoglobin or the oxygen loading of the erythrocytes by means of light emission. Of the WO 03/017840 A1 is a related flexible catheter, along the lumen of which run at least three optical fiber cables, the ends dull end and two of which light fiber optic cables emit light each having different wavelengths and the third optical fiber cable from the distal environment receives backscattered light and traced back for evaluation on the proximal side.

Die Druckschrift US 2009/0156921 A1 beschreibt eine Vorrichtung, bei der eine Messung der Blut-Sauerstoffsättigung durch eine seitliche Öffnung eines Ablationskatheters vollzogen wird. Beiden vorstehend genannten Messanordnungen liegt das Verfahren zugrunde, bei dem die Sauerstoffsättigung im Blut im Wege eines optisch differentiellen Absorptionsverfahrens ermittelt, bei der Licht mit jeweils wenigstens zwei unterschiedlichen Wellenlängen zum Einsatz kommt, von denen eine Wellenlänge nicht und die andere Wellenlänge vom im Blut enthaltenen Sauerstoff absorbiert wird. The publication US 2009/0156921 A1 describes a device in which a measurement of blood oxygen saturation is performed through a lateral opening of an ablation catheter. Both measurement arrangements mentioned above are based on the method in which the oxygen saturation in the blood is determined by means of an optically differential absorption method in which light with at least two different wavelengths is used, of which one wavelength is not and the other wavelength is the oxygen contained in the blood is absorbed.

Neben der Kenntnis über den Sauerstoffpartialdruck einer intravaskulären Flüssigkeit ist es für eine möglichst umfassende Diagnose sehr hilfreich, wenn nicht gar erforderlich, auch weitere physiologische bzw. chemische Eigenschaften einer intravaskulären Flüssigkeit zu erfassen, wie beispielsweise den pH-Wert, den Kohlendioxyd-Partialdruck sowie auch die Temperatur sowie auch den Druck der intravaskulären Flüssigkeit. In einem Artikel von A. Zollinger et al. „Accuracy and clinical performance of a continuous intra-arterial blond-gas monitoring system during thoracoscopic surgery”, British Journal of Anaesthesia 1997, 79: p. 47–52 , wird auf ein Kathetersystem Bezug genommen, das eine Vielzahl einzelner Sensoren umfasst, mit denen es möglich ist, sowohl den Sauerstoffpartialdruck sowie auch den Kohlenstoffdioxyd-Partialdruck, den PH-Wert und die Bluttemperatur zu erfassen. Der hier verwendete Messsensor zur Erfassung des Sauerstoffpartialdruckes beruht auf dem elektrochemischen Messprinzip nach dem Clark-Prinzip, die Sensoren zur Erfassung des Kohlendioxyd-Partialdruckes sowie des pH-Wertes sind als optische Sensoren ausgebildet, wohingegen der Temperatursensor aus einem geeignet gewählten Thermoelement besteht. Sämtliche Sensoren befinden sich unmittelbar nebeneinander liegend innerhalb des Innenlumens eines Katheters, das mit einem sauerstoffdurchlässigen Medium gefüllt und von einer sauerstoffdurchlässigen Katheterwand umgeben ist.In addition to the knowledge about the oxygen partial pressure of an intravascular fluid, it is very helpful, if not necessary, to record further physiological or chemical properties of an intravascular fluid, such as the pH, the carbon dioxide partial pressure, as well as for a comprehensive diagnosis the temperature as well as the pressure of the intravascular fluid. In one Article by A. Zollinger et al. "Accuracy and clinical performance of a continuous intra-arterial blond-gas monitoring system during thoracoscopic surgery", British Journal of Anesthesia 1997, 79: p. 47-52 , reference is made to a catheter system comprising a plurality of individual sensors capable of detecting both the partial pressure of oxygen as well as the carbon dioxide partial pressure, the pH and the blood temperature. The measuring sensor used here for detecting the oxygen partial pressure is based on the electrochemical measuring principle according to the Clark principle, the sensors for detecting the carbon dioxide partial pressure and the pH are designed as optical sensors, whereas the temperature sensor consists of a suitably selected thermocouple. All sensors are located immediately adjacent to each other within the inner lumen of a catheter which is filled with an oxygen-permeable medium and surrounded by an oxygen-permeable catheter wall.

Patienten, die externe Herzkreislauf- und Beatmungsunterstützungssysteme benötigen, wie beispielsweise im Rahmen der extrakorporalen Membran-Oxygenierung (ECMO), weisen häufig unterschiedliche Sauerstoffpartialdrucke und/oder pH-Werte in zum Teil benachbarten Gefäßregionen auf, wodurch eine Interpretation des Zustandes der Oxygenierung des Patienten oftmals sehr schwierig ist. So kann es insbesondere im Bereich zwischen der körpereigenen Kreislauf- und Sauerstoffunterstützung sowie dem maschinell erzeugten Blutfluss des Unterstützungssystems zu unterschiedlichen Sauerstoffpartialdrucken oder pH-Werten in verschiedenen Organen kommen, die eine adäquate Therapie aller Organe mit Sauerstoff oder eine gezielte Beatmungstherapie des Patienten zumindest erheblich erschwert. Unterschiedliche Sauerstoffkonzentrationen in verschiedenen Körperbereichen sind auch bei Multiorganversagen problematisch, da innerhalb verschiedener Organe mit unterschiedlichem Sauerstoffverbrauch eine differenzierte Sauerstofftherapie erforderlich werden kann. So können bereits bei graduell unterschiedlichen Sauerstoffkonzentrationen innerhalb einzelner Organe oder in einzelnen Gefäßabschnitten vor und hinter Gefäßengstellen mit sich unterschiedlich einstellenden pH-Werten ischämische oder toxische Teilreaktionen an Organteilen auftreten, die die Heilungschancen signifikant verschlechtern. So erhöhen arterielle Sauerstoffpartialdrucke von deutlich über 300 mmHg die Wahrscheinlichkeit von sauerstoffinduzierten toxischen Komplikationen, wohingegen arterielle Sauerstoffpartialdrucke unter 50 mmHg ischämische Organschäden hervorrufen können.Patients in need of external cardiovascular and ventilatory support systems, such as extracorporeal membrane oxygenation (ECMO), often have varying oxygen partial pressures and / or pH levels in partially adjacent vascular regions, thereby often interpreting the patient's oxygenation status is very difficult. Thus, in particular in the region between the body's circulatory and oxygen support as well as the machine-generated blood flow of the support system to different oxygen partial pressures or pH values in various organs come, which complicates an adequate therapy of all organs with oxygen or a targeted ventilation therapy of the patient at least considerably. Different oxygen concentrations in different parts of the body are also problematic in multi-organ failure, since differentiated oxygen therapy may be required within different organs with different oxygen consumption. Thus, even with gradually differing oxygen concentrations within individual organs or in individual vessel sections before and after vessel sites with different pH values, ischemic or toxic partial reactions of organ parts can occur, which significantly worsen the chances of recovery. Thus, arterial oxygen partial pressures well above 300 mmHg increase the likelihood of oxygen-induced toxic complications, whereas arterial oxygen partial pressures below 50 mmHg can cause ischemic organ damage.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur in vivo Messung wenigstens des Sauerstoffpartialdruckes einer intravaskulären Flüssigkeit mit einem Katheter, der über ein distales und ein proximales Katheterende sowie eine flexible, fluiddichte Katheterwand verfügt, mit einer in den Katheter integrierten, ersten polarografischen Messeinheit, die eine durch die Katheterwand zumindest bereichsweise begrenzende Messkammer vorsieht, die mit einer Elektrolytflüssigkeit gefüllt ist, in der eine polarografische Kathode sowie eine Anode angeordnet sind, wobei ausschließlich die die Messkammer begrenzende Katheterwand sauerstoffdurchlässig ausgebildet ist, derart weiterzubilden, dass es möglich sein soll, den Sauerstoffpartialdruck multifokal an unterschiedlichen intrakorporalen Stellen zu erfassen, ohne dabei den Katheter mehrfach platzieren zu müssen. Auf diese Weise soll erreicht werden, intrakorporale Gewebeirritationen weitgehend zu vermeiden. Zudem soll es möglich sein, die multifokalen Messungen an unterschiedlichen Messorten möglichst gleichzeitig durchzuführen, um auf diese Weise eine diagnostizierbare Grundlage über die aktuelle Verteilung des Sauerstoffpartialdruckes innerhalb bestimmter Organ- bzw. Körperbereiche zu erhalten.It is an object of the present invention to provide a device for in vivo measurement of at least the partial pressure of oxygen of an intravascular fluid having a catheter having a distal and a proximal catheter end and a flexible, fluid-tight catheter wall with a first polarographic measurement unit integrated in the catheter, which provides an at least partially bounded by the catheter wall measuring chamber, which is filled with an electrolyte liquid, in which a polarographic cathode and an anode are arranged, with only the measuring chamber delimiting the catheter wall is oxygen permeable, educate in such a way that it should be possible to To detect oxygen partial pressure multifocal at different intracorporal sites, without having to place the catheter multiple times. In this way, it should be achieved to largely avoid intracorporeal tissue irritation. In addition, it should be possible to carry out the multifocal measurements at different measuring sites as simultaneously as possible in order to obtain a diagnosable basis for the current distribution of the oxygen partial pressure within specific organ or body areas in this way.

Die Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben. Den Lösungsgedanken in vorteilhafter Weise weiterbildende Merkmale sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der weiteren Beschreibung unter Bezugnahme auf die Ausführungsbeispiele zu entnehmen.The solution of the problem underlying the invention is specified in claim 1. The solution ideas advantageously further-forming features are the subject of the dependent claims and the further description with reference to the exemplary embodiments.

Lösungsgemäß zeichnet sich eine Vorrichtung zur in vivo Messung wenigstens des Sauerstoffpartialdruckes einer intravaskulären Flüssigkeit mit einem Katheter, der über die Merkmale des Oberbegriffes des Anspruches 1 verfügt, dadurch aus, dass längs des Katheters, beabstandet zur ersten Messeinheit, im Bereich zwischen dem distalen und proximalen Katheterende, eine zweite zur Sauerstoffpartialdruckmessung geeignete polarografische Messeinheit angeordnet ist.According to the invention, a device for in vivo measurement of at least the partial pressure of oxygen of an intravascular fluid with a catheter having the features of the preamble of claim 1 is characterized in that along the catheter, spaced from the first measuring unit, in the region between the distal and proximal end of the catheter, a second polarographic measuring unit suitable for oxygen partial pressure measurement is arranged.

Durch das Vorsehen wenigstens zweier getrennt voneinander ausgebildeter, polarografischer Messeinheiten, die zur Erfassung des Sauerstoffpartialdruckes geeignet ausgebildet sind, längs eines gemeinsamen Katheters, ist es möglich, den Sauerstoffpartialdruck an zwei unterschiedlichen intrakorporalen Messstellen simultan zu erfassen, ohne dabei den Katheter zu bewegen oder entsprechend erneut platzieren zu müssen.By providing at least two separately formed, polarographic measuring units, which are designed to detect the oxygen partial pressure along a common catheter, it is possible to simultaneously detect the oxygen partial pressure at two different intracorporeal measuring points, without moving the catheter or correspondingly again to have to place.

Jede einzelne polarografische Messeinheit schließt eine längs zum Katheter fluiddichte Messkammer ein, die axial zum Katheter durch entsprechend fluiddichte Trennwände sowie zum anderen von der Katheterwand begrenzt ist. Die, die jeweilige Messkammer radial begrenzende Katheterwand ist zumindest bereichsweise aus einem sauerstoffpermeablen Material gefertigt, so dass in der intravaskulären Flüssigkeit gelöste Sauerstoff durch diesen Katheterwandbereich hindurch in das Innere der Messkammer diffundieren kann. Die Messkammer ist mit einer Elektrolytflüssigkeit gefüllt. Innerhalb jeder Messkammer wird in an sich bekannter Weise der entgegen des Diffusionswiderstandes in die Messkammer gelangende Sauerstoff an der aus einem Edelmetall, vorzugsweise aus Platin bestehenden Arbeitselektrode, der so genannten polarografischen Kathode, reduziert und entsprechend erfasst.Each individual polarographic measuring unit includes a measuring chamber which is fluid-tight with respect to the catheter and which is delimited axially relative to the catheter by correspondingly fluid-tight partitions and on the other hand by the catheter wall. The catheter wall radially delimiting the respective measuring chamber is at least partially made of an oxygen-permeable material, so that dissolved oxygen in the intravascular fluid can diffuse through this catheter wall area into the interior of the measuring chamber. The measuring chamber is filled with an electrolyte fluid. Within each measuring chamber, in a manner known per se, the oxygen entering the measuring chamber, counter to the diffusion resistance, is reduced and correspondingly detected at the working electrode made of a noble metal, preferably of platinum, the so-called polarographic cathode.

Die wenigstens zwei, vorzugsweise drei oder mehr längs des Katheters separat ausgebildeten und angeordneten, zur Sauerstoffpartialdruckmessung dienenden polarografischen Messeinheiten können in Form und Größe, d. h. bezüglich ihrer axialen Längserstreckung zum Katheter, gleich oder unterschiedlich ausgebildet sein, je nach Lage und Größe der intrakorporal zu erfassenden Gefäß- oder Gewebebereiche. Der Durchmesser der einzelnen polarografischen Messeinheiten ist mit dem übrigen Katheterdurchmesser identisch, so dass der über seine gesamte Länge flexibel ausgebildete Katheter einen einheitlichen Katheterquerschnitt aufweist und somit ungehindert intrakorporal durch entsprechende Gefäßkanäle möglichst gewebeschonend eingebracht werden kann.The at least two, preferably three or more polarographic measuring units formed and arranged separately along the catheter and used for measuring the oxygen partial pressure, may be in shape and size, ie. H. with respect to their axial length to the catheter, be the same or different, depending on the location and size of the intracorporeal to be detected vascular or tissue areas. The diameter of the individual polarographic measuring units is identical to the rest of the catheter diameter, so that the catheter, which is flexible over its entire length, has a uniform catheter cross-section and can thus be introduced into the intracorporeal circulation path through tissue channels as unobstrusively as possible.

Um eine exakte intrakorporale Positionierung und letztlich überprüfbare Lokalisierung des Katheters und insbesondere der längs des Katheters verteilt angeordneten polarografischen Messeinheiten relativ zu intrakorporalen Messorten zu ermöglichen, ist jede einzelne polarografische Messeinheit mit einer röntgendichten Markierung versehen, beispielsweise in Form einer ringartig ausgebildeten Manschette, die bündig an der Katheteraußenwand wenigstens einseitig eine Messkammer axial zum Katheter unmittelbar begrenzt.In order to enable exact intracorporeal positioning and ultimately verifiable localization of the catheter and in particular the polarographic measuring units distributed along the catheter relative to intracorporeal measuring locations, each polarographic measuring unit is provided with a radiopaque marker, for example in the form of a ring-shaped sleeve, which is flush the catheter outer wall at least on one side a measuring chamber axially bounded directly to the catheter.

In einer ersten Ausführungsvariante weist der lösungsgemäß ausgebildete Katheter wenigstens ein Innenlumen, vorzugsweise mehrere Innenlumina auf, von denen ein Innenlumen, das sich vollständig vom proximalen bis hin zum distalen Ende des Katheters erstreckt, zur Durchführung eines Führungsdrahtes genutzt wird. Ferner gilt es, die in jeder einzelnen Messkammer vorgesehenen polarografischen Elektroden mit einer elektrischen Messspannung zu versorgen sowie den mit Hilfe der Elektroden erfassbaren Messstrom einer entsprechend extrakorporal vorgesehenen Auswerteeinheit zuzuführen. Elektrische Verbindungsleitungen verlaufen somit durch ein weiteres, längs des Katheters vorzusehendes Lumen und verbinden die in den einzelnen Messkammern vorgesehenen polarografischen Elektroden mit externen Versorgungs- und Auswerteeinheiten.In a first embodiment variant, the catheter designed in accordance with the invention has at least one inner lumen, preferably a plurality of inner lumens, of which an inner lumen, which extends completely from the proximal to the distal end of the catheter, is used to pass a guide wire. Furthermore, it is necessary to supply the polarographic electrodes provided in each individual measuring chamber with an electrical measuring voltage and to supply the measuring current which can be detected with the aid of the electrodes to an evaluation unit provided correspondingly with extracorporeality. Electrical connection lines thus run through a further lumen to be provided along the catheter and connect the polarographic electrodes provided in the individual measuring chambers with external supply and evaluation units.

Demgegenüber sieht eine zweite bevorzugte Variante zur Ausbildung der lösungsgemäßen Vorrichtung eine drahtlose Verbindung zu den einzelnen, längs des Katheters angeordneten polarografischen Messeinheiten vor. So sind die in den Messeinheiten vorhandenen polarografischen Elektroden zu Zwecken der Messsignalabführung jeweils mit einer innerhalb des Katheters integrierten Funkverbindungseinheit verbunden, vorzugsweise in Form einer Blutooth- oder WLAN-Funkeinheit, über die zumindest Messsignale zu einer außerhalb des Katheters befindlichen Funkeinheit übertragbar sind. Zugleich weisen die wenigstens zwei längs des Katheters angeordneten Messeinheiten zu Zwecken der Versorgung mit elektrischer Energie jeweils eine innerhalb des Katheters integrierte Induktionseinheit auf, die in Wechselwirkung mit einem externen elektromagnetischen Feld bringbar ist und auf diese Weise die für die Messung des Sauerstoffpartialdruckes erforderliche polarografische Messspannung zwischen beiden Elektroden erzeugt sowie auch zur Energieversorgung der Funkeinheiten dient. Die drahtlose Ausführung der lösungsgemäßen Vorrichtung ermöglicht eine signifikante Durchmesserreduzierung des Katheters auf nur wenige Millimeter und je nach anwendbarer auch künftiger Kathetertechnologie bis hinab in den Submikromillimeterbereich, zumal auf sämtliche Lumen innerhalb des Katheters verzichtet werden kann. So bedarf es insbesondere keiner Drahtzuführung zu den einzelnen Messkammern, die im Falle des Vorsehens von zwei, drei und mehr Messkammern längs des Katheters entscheidend zur makroskopischen Durchmesserausbildung des Katheters beitragen. Auch kann auf einen durch den Katheter hindurch verlaufenden Führungsdraht verzichtet werden, sofern an der Katheterspitze ein flexibler, röntgendichter Draht angebracht ist, mit dem eine Navigation des Katheters beim Einführen in das intrakorporale Gefäßsystem unter Anwendung geeigneter Überwachungstechniken, wie beispielsweise bildgebende Röntgentechnik, möglich ist.In contrast, a second preferred variant of the embodiment of the device according to the invention provides a wireless connection to the individual polarographic measuring units arranged along the catheter. For example, the polarographic electrodes present in the measuring units are connected to a radio connection unit integrated within the catheter, preferably in the form of a Blutooth or WLAN radio unit, via which at least measuring signals to a radio unit located outside the catheter can be transmitted. At the same time, the at least two measuring units arranged along the catheter for purposes of supplying electrical energy each have an induction unit integrated within the catheter, which can be brought into interaction with an external electromagnetic field and in this way interpose the polarographic measuring voltage required for the measurement of the oxygen partial pressure generates both electrodes and also serves to power the radio units. The wireless implementation of the device according to the invention allows a significant reduction in the diameter of the catheter to only a few millimeters and depending on applicable and future catheter technology down to the submicrometer range, especially as all lumens within the catheter can be dispensed with. In particular, there is no need for wire feed to the individual measuring chambers, which in the case of the provision of two, three or more measuring chambers along the catheter decisively contribute to the macroscopic diameter formation of the catheter. It is also possible to dispense with a guide wire extending through the catheter, provided that a flexible, radiopaque wire is attached to the catheter tip, with which the catheter can be navigated during insertion into the catheter intracorporeal vascular system using appropriate monitoring techniques, such as X-ray imaging technology, is possible.

Um zusätzlich, wie vorstehend erläutert zur Sauerstoffpartialdruckmessung einen weiteren physiologischen bzw. chemischen intravaskulären Flüssigkeitswert zu erfassen, ist in Längsrichtung des Katheters jeweils an wenigstens einer zur Sauerstoffpartialdruckmessung geeigneten polarografischen Messeinheit mittel- oder unmittelbar angrenzend eine den Kohlendioxyd-Partialdruck, kurz pCO2 sowie eine den pH-Wert kontinuierlich erfassende Messeinheit angeordnet. Die zusätzlichen Messeinheiten können in gleicher Weise wie die polarografische Messeinheit zur Erfassung des Sauerstoffpartialdruckes über Verbindungsleitungen mit externen, extrakorporal vorgesehenen Versorgungs- und Auswerteeinheiten verbunden sein sowie auch drahtlos mittels moderner Funktechnologie auf Bluetooth- oder WLAN-Basis betrieben werden.To additionally, as described above for oxygen partial pressure measurement to detect a further physiological or chemical intravascular fluid value, in the longitudinal direction of the catheter at least one suitable for Sauerstoffpartialdruckmessung polarographic measuring unit medium or immediately adjacent to the carbon dioxide partial pressure, short pCO 2 and a the pH continuously measuring unit arranged. The additional measuring units can be connected in the same way as the polarographic measuring unit for detecting the oxygen partial pressure via connecting lines with external, extracorporeal provided supply and evaluation units as well as wirelessly using modern wireless technology based on Bluetooth or WLAN.

Optional ist es denkbar, zusätzlich zu den Messeinheiten zur Erfassung des Sauerstoffpartialdruckes, des Kohlenstoffdioxyd-Partialdruckes sowie des pH-Wertes auch wenigstens eine Druckerfassende Messeinheit und/oder eine temperaturerfassende Messeinheit vorzusehen. Für die Ausgestaltung der jeweils optional zusätzlich vorzusehenden Messeinheiten kann auf an sich bekannte Sensortechnik zurückgegriffen werden.Optionally, it is also conceivable to provide at least one pressure-detecting measuring unit and / or a temperature-detecting measuring unit in addition to the measuring units for detecting the oxygen partial pressure, the carbon dioxide partial pressure and the pH. For the design of each optionally additionally to be provided measuring units can be used on known sensor technology.

Die lösungsgemäße Vorrichtung ermöglicht somit eine simultane, multi-lokale Messung des Sauerstoffpartialdruckes sowie optional von weiteren chemischen und/oder physiologischen Eigenschaften einer intravaskulären Flüssigkeit, wie beispielsweise der Kohlendioxyd-Partialdruck, der pH-Wert, der vorherrschende Druck sowie die Temperatur mit Hilfe nur eines einzigen Katheters.The solution according to the device thus enables a simultaneous, multi-local measurement of the oxygen partial pressure and optionally of other chemical and / or physiological properties of an intravascular fluid, such as the carbon dioxide partial pressure, the pH, the prevailing pressure and the temperature with the help of only one single catheter.

Da die lösungsgemäße Vorrichtung die Sauerstoffpartialdruckmessung mit Hilfe einer elektrochemischen Messeinheit erfasst, kann die Sauerstoffsättigung im Blut unabhängig vom Hämoglobin ermittelt werden, was im Rahmen einer Lichtemissionsmessung nicht möglich wäre.Since the device according to the invention measures the oxygen partial pressure measurement with the aid of an electrochemical measuring unit, the oxygen saturation in the blood can be determined independently of the hemoglobin, which would not be possible within the scope of a light emission measurement.

Selbstverständlich ist es möglich, den Katheter zu Zwecken einer intrakorporalen Fixierung mit geeigneten inflatierbaren Mitteln auszustatten, so beispielsweise mit einem am distalen Ende inflatierbaren Ballon, der über ein Befüllungslumen in geeigneter Weise dilatierbar ist. Auch dient ein derartiger, am distalen Ende angebrachter inflatierbarer Ballon für eine erleichterte Einbringung des Katheters in ein Blut durchströmtes Gefäßsystem, indem der Ballon gemeinsam mit dem Katheter in die gewünschte Zielregion regelrecht eingeschwemmt wird.Of course, it is possible to provide the catheter for purposes of intracorporeal fixation with suitable inflatable means, such as with a inflatable at the distal end balloon, which is dilatable about a filling lumen in a suitable manner. Also, such an inflatable balloon mounted at the distal end serves to facilitate the introduction of the catheter into a vascular system through which blood passes, in that the balloon is flushed into the desired target region together with the catheter.

Ferner sieht die lösungsgemäße Vorrichtung längs des Katheters ein weiteres Lumen, ein so genanntes Injektionslumen vor, über das geeignet temperierte bzw. mit Wirkstoffen versetzte Flüssigkeiten gezielt in das fluiddurchströmte Gefäßsystem injizierbar sind. Beispielsweise lässt sich mit Hilfe eines derartigen Injektionslumens Blutflussraten sowie das Herzzeitvolumen exakt mit Hilfe des so genannten Thermo-Diluationsverfahrens vermessen. Hierzu befindet sich die Austrittsöffnung des zusätzlichen Injektionslumens in einem definierten Abstand stromauf zu einem, vorzugsweise am Katheterende angebrachten thermischen Sensor, der anhand einer feststellbaren Temperaturänderung die Fließgeschwindigkeit der intravaskulären Flüssigkeit zu ermitteln vermag. Hierzu wird aus dem Injektionslumen eine gegenüber der intravaskulären Flüssigkeit kältere Injektionsflüssigkeit injiziert, deren Überströmen am Ort des thermischen Sensors eine Temperaturänderung und somit ein Messsignal erzeugt.Furthermore, the device according to the invention provides a further lumen, a so-called injection lumen, along the catheter, via which suitable temperature-controlled or fluid-displaced liquids can be injected specifically into the vascular system through which fluid flows. For example, with the help of such an injection lumen, blood flow rates and cardiac output can be measured exactly with the aid of the so-called thermo-dilution method. For this purpose, the outlet opening of the additional injection lumen is at a defined distance upstream of a, preferably attached to the catheter end thermal sensor, which is able to determine the flow rate of the intravascular fluid based on a detectable temperature change. For this purpose, a injection fluid which is colder than the intravascular fluid is injected from the injection lumen, the overflow of which at the location of the thermal sensor generates a temperature change and thus a measurement signal.

Kurze Beschreibung der ErfindungBrief description of the invention

Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen exemplarisch beschrieben. Es zeigen:The invention will now be described by way of example without limitation of the general inventive idea by means of embodiments with reference to the drawings. Show it:

1 schematische Gesamtübersicht einer lösungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung zur multifokalen Erfassung des Sauerstoffpartialdruckes sowie der Erfassung des Kohlendioxyd-Partialdruckes sowie PH-Wertes mit Hilfe eines einzigen Katheters, 1 schematic overall view of a solution designed according to the device for the multifocal detection of oxygen partial pressure and the detection of the carbon dioxide partial pressure and pH value using a single catheter,

2a, b Längsquerschnitt durch eine zur Sauerstoffpartialdruckmessung geeigneten Messeinheit längs des Katheters, 2a , b longitudinal cross-section through a measuring unit suitable for oxygen partial pressure measurement along the catheter,

3 Längsschnitt durch eine Chemolumineszenz-Messzelle geeignet zur Erfassung des Kohlendioxyd-Partialdruckes sowie des pH-Wertes, 3 Longitudinal section through a chemiluminescence measuring cell suitable for detecting the carbon dioxide partial pressure and the pH,

4 Querschnitt durch drahtgestützten, mehrlumigen Katheter, sowie 4 Cross section through wire-based, multi-lumen catheters, as well

5 Längsschnitt durch drahtlosen Katheter 5 Longitudinal section through wireless catheter

Wege zur Ausführung der Erfindung, gewerbliche VerwendbarkeitWays to carry out the invention, industrial usability

In 1 ist eine Gesamtübersicht der lösungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung zur in vivo Messung wenigstens des Sauerstoffpartialdruckes einer intravaskulären Flüssigkeit mit einem multifunktionalen Katheter 1 dargestellt. Der aus einem biokompatiblen Polymermaterial bestehende Katheter 1 weist eine hohe Flexibilität quer zur Katheterlängserstreckung auf. Dies soll durch die geschwungen ausgebildete Katheterdarstellung in 1 zum Ausdruck kommen. Der Katheter 1 ist mehrlumig ausgebildet, d. h. die Katheterwand umfasst eine Vielzahl einzelner, voneinander separierter Hohlkanäle 6, 7, 8, 10, 14, die sich vom proximalseitigen Ende 5 des Katheters 1, das in Form einer Kanalführungsbuchse ausgebildet ist, unterschiedlich weit distalseits durch den Katheter 1 erstrecken. Wenigstens ein den Katheter 1 vollständig durchsetzendes Lumen, ein so genanntes Ballonlumen 8, ist zu Zwecken der Inflatierung eines distalseitig vorgesehenen Ballons 4 vorgesehen, das proximalseitig über ein Verbindungsstück 9, vorzugsweise in Form einer Dreiwege-Hahns mit einer Druckquelle verbindbar ist. Alternativ zur oder in Kombination mit der Inflatierung des Ballons 4 durch das Ballonlumen 8 kann ein Führungsdraht (nicht dargestellt) durch dieses Lumen 8 zu Zwecken der Einführung und Navigation des Katheters 1 in bzw. innerhalb des intrakorporalen Gefäß- oder Gewebebereiches, eingeführt werden.In 1 is an overall view of the solution designed according to device for in vivo measurement of at least the oxygen partial pressure of an intravascular fluid with a multifunctional catheter 1 shown. The catheter made of a biocompatible polymer material 1 has a high flexibility transverse to the catheter extension. This is said to swing through the trained catheter presentation in 1 to be expressed. The catheter 1 is formed mehrlumig, ie the catheter wall comprises a plurality of individual, mutually separated hollow channels 6 . 7 . 8th . 10 . 14 extending from the proximal end 5 of the catheter 1 , which is in the form of a channel guide bushing, far different distal side through the catheter 1 extend. At least one catheter 1 completely penetrating lumen, a so-called balloon lumen 8th , is for purposes of inflation of a distally provided balloon 4 provided, the proximal side via a connector 9 , Preferably in the form of a three-way cock with a pressure source is connectable. Alternatively to or in combination with inflation of the balloon 4 through the balloon lumen 8th may be a guidewire (not shown) through this lumen 8th for purposes of insertion and navigation of the catheter 1 in or within the intracorporeal vascular or tissue area.

In dem in 1 illustrierten Ausführungsbeispiel verfügt der Katheter 1 über drei, den Sauerstoffpartialdruck erfassende polarografische Messeinheiten 2.1, 2.2, 2.3, von denen die erste pO2-Messeinheit 2.1 unmittelbar am distalen Katheterende angrenzt, eine zweite pO2-Messeinheit 2.2 proximalseitig beabstandet zur ersten pO2-Messeinheit 2.1 angebracht ist und eine dritte pO2-Messeinheit 2.3 mit deutlichem Abstand proximalseitig zur zweiten pO2-Messeinheit 2.2 angebracht ist. Mit Hilfe der pO2-Messeinheiten 2.1, 2.2, 2.3, die allesamt auf dem gleichen Messprinzip, nämlich dem Clark-Prinzip beruhen und somit den Sauerstoffpartialdruck auf elektrochemische Weise und damit unabhängig vom Hämoglobingehalt des Blutes zu erfassen in der Lage sind, ist es möglich, drei simultane Sauerstoffpartialdruckmessungen an jeweils drei unterschiedlichen Messorten mit Hilfe eines einzigen Katheters 1 durchzuführen. Die von den einzelnen pO2-Messeinheiten herrührenden Messsignale werden allesamt drahtgebunden über einen vieladrigen pO2-Kabelstrang 10 abgeführt, der endseitig über eine Schalt- und Verbindungsstation 11 mit einem Signalverstärker 12 verbunden ist, der zur weiteren Signalauswertung mit einer Computer-gestützten Monitoreinheit 13 verbunden ist.In the in 1 illustrated embodiment, the catheter has 1 via three, the oxygen partial pressure sensing polarographic measurement units 2.1 . 2.2 . 2.3 of which the first pO 2 measuring unit 2.1 immediately adjacent to the distal end of the catheter, a second pO 2 measuring unit 2.2 proximally spaced to the first pO 2 measuring unit 2.1 attached and a third pO2 measuring unit 2.3 with a clear distance on the proximal side to the second pO 2 measuring unit 2.2 is appropriate. With the help of the pO 2 measuring units 2.1 . 2.2 . 2.3 All of which are based on the same measuring principle, namely the Clark principle, and thus capable of detecting the oxygen partial pressure in an electrochemical manner and thus independently of the hemoglobin content of the blood, it is possible to use three simultaneous oxygen partial pressure measurements at three different measuring locations single catheter 1 perform. The measurement signals originating from the individual pO2 measurement units are all wired via a multi-core pO 2 cable harness 10 discharged, the end via a switching and connection station 11 with a signal amplifier 12 connected to the further signal evaluation with a computer-based monitor unit 13 connected is.

Die einzelnen pO2-Messeinheiten 2.1, 2.2, 2.3 sind mit einer röntgendichten Markierung 24 versehen, die sich ringartig an die Katheterwand unmittelbar im Anschluss an die jeweilige pO2-Messeinheit anschmiegt.The individual pO 2 measurement units 2.1 . 2.2 . 2.3 are with a radiopaque marker 24 provided, which conforms like a ring to the catheter wall immediately after the respective pO2-measuring unit.

In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel erstreckt sich längs des Katheters 1 zwischen der zweiten pO2-Messeinheit 2.2 und dritten pO2-Messeinheit 2.3 eine weitere, den Kohlendioxyd-Partialdruck sowie den pH-Wert erfassende Messeinheit 3, die vorzugsweise auf dem Chemolumineszenz-Messprinzip arbeitet. Alternativ zu der dargestellten Anordnung der pCO2- sowie pH-Messeinheit 3 können auch jeweils zwei, drei oder mehrere derartige den pCO2 bzw. pH-Wert erfassende Messeinheiten 3 längs des Katheters 1 vorgesehen sein, so beispielsweise in der gleichen Anzahl wie die längs des Katheters 1 vorgesehenen pO2-Messeinheiten 2.1, 2.2, 2.3.In the in 1 illustrated embodiment extends along the catheter 1 between the second pO 2 measuring unit 2.2 and third pO 2 measuring unit 2.3 another, the carbon dioxide partial pressure and the pH-detecting measuring unit 3 which preferably works on the chemiluminescence measuring principle. Alternatively to the illustrated arrangement of the pCO 2 - and pH measuring unit 3 can also each two, three or more such the pCO 2 or pH-measuring measuring units 3 along the catheter 1 be provided, for example in the same number as those along the catheter 1 provided pO 2 measuring units 2.1 . 2.2 . 2.3 ,

In gleicher Weise wie im Falle der pO2-Messeinheiten werden auch die bei der pCO2-Messung sowie bei der pH-Wertmessung anfallenden Messwerte über einen Kabelstrang 14 separat proximalwärts nach außen geführt und über eine Schalt- sowie Verbindungsstation 15 mit einem Signalverstärker 16 verbunden, der die verstärkten Messsignale an eine den CO2-Partialdruck sowie den pH-Wert ermittelnde Auswerteeinheit 17 weiterleitet.In the same way as in the case of the pO 2 measuring units, the measured values obtained in the pCO 2 measurement and in the pH measurement are also transmitted via a cable harness 14 guided separately proximally to the outside and via a switching and connection station 15 with a signal amplifier 16 connected, the amplified measuring signals to a CO 2 partial pressure and the pH-determining evaluation 17 forwards.

In einer weiteren Ausbildung des lösungsgemäß ausgebildeten Katheters 1 sieht dieser zu Zwecken der Erfassung der Blutflussrate sowie des Herzzeitvolumens eine seitliche Katheteröffnung 25 vor, durch die eine gekühlte Flüssigkeit über das Lumen 7 intrakorporal innerhalb eines Blutführenden Gefäßes injiziert werden kann. Mit Hilfe eines distalseitig am Katheter 1 angebrachten Temperatursensors 26 in Form eines Thermistors kann das Überströmen der gegenüber dem Blut abgekühlten Flüssigkeit erfasst und somit auf die Fließgeschwindigkeit der Blutströmung zurück geschlossen werden. Hierzu werden die am Thermistor 26 erfassten Sensorsignale über die Kabelführung 27 an eine extrakorporale Auswerteeinheit 32, die für ein Temperaturmonitoring geeignet ausgebildet ist, geführt.In a further embodiment of the solution according to the catheter 1 sees this for purposes of detecting the blood flow rate and cardiac output a lateral catheter opening 25 ago, through which a cooled liquid over the lumen 7 intracorporeally within a blood-bearing vessel. Using a distal end on the catheter 1 attached temperature sensor 26 in the form of a thermistor, the overflow of the liquid which has been cooled with respect to the blood can be detected and thus closed back to the flow velocity of the blood flow. These are the at the thermistor 26 detected sensor signals via the cable guide 27 to an extracorporeal evaluation unit 32 , which is designed to be suitable for temperature monitoring led out.

Ferner ist optional zur Druckerfassung innerhalb der intravaskulären Flüssigkeit ein den gesamten Katheter 1 durchsetzendes Lumen 6 vorgesehen, das alternativ zur Durchführung eines Führungsdrahtes auch zur Druckerfassung verwendet werden kann, indem proximalseitig das Lumen 6 an einem externen Druckmonitor (nicht dargestellt) angeschlossen werden kann.Further, as an option for pressure sensing within the intravascular fluid, the entire catheter is included 1 interspersing lumen 6 provided, which can be used as an alternative to performing a guide wire for pressure detection, by the proximal side of the lumen 6 can be connected to an external pressure monitor (not shown).

Sämtliche längs des Katheters 1 vorgesehenen Messeinheiten schmiegen sich bündig an die Katheteraußenwand an und bilden eine gemeinsame glatte einheitliche Katheteraußenwandoberfläche.All along the catheter 1 provided measuring units nestle flush with the catheter outer wall and form a common smooth uniform catheter outer wall surface.

Die Dimensionierung der Kathetergesamtlänge sowie die Anzahl sowie der gegenseitige Abstand der einzelnen Messeinheiten zueinander werden unter Maßgabe bestimmter, durch die Anatomie sowie durch vorgegebene Messaufgaben, gezielt gewählt, zumal der Sauerstoffpartialdruck sowie auch die pH-Werte an verschiedenen Stellen innerhalb des Körpers unterschiedlich sein können, insbesondere im Falle eines Patienten, zu dessen Behandlung extrakorporale Oxigeneratoren zum Einsatz kommen.The dimensioning of the total catheter length as well as the number and the mutual distance of the individual measuring units to each other are specifically determined by the anatomy and by predetermined measurement tasks, especially since the oxygen partial pressure and the pH values may be different at different locations within the body, especially in the case of a patient for whose treatment extracorporeal oxygen generators are used.

In 2a ist ein Längsschnitt durch eine den Sauerstoffpartialdruck erfassende Messeinheit 2.1, 2.2, 2.3 dargestellt. Eine derartige Messeinheit weist eine fluiddicht abgeschlossene Messkammer 28 auf, die mit einer Elektrolytflüssigkeit 19 gefüllt ist. Die Messkammer ist axialseitig jeweils proximal sowie distalseitig von sauerstoffundurchlässigen Wandteilen 18 begrenzt. Radialseitig ist die Messkammer 28 von einer sauerstoffdurchlässigen Katheterwand 20 umgeben. Im Zentrum der Messkammer 28 verläuft ein Lumen 29, innerhalb dem unter anderem elektrische Verbindungskabel 23 zur Energie- und Signalversorgung der einzelnen Messeinheiten verlaufen. In 2a is a longitudinal section through an oxygen partial pressure sensing unit 2.1 . 2.2 . 2.3 shown. Such a measuring unit has a measuring chamber sealed in a fluid-tight manner 28 on that with an electrolyte fluid 19 is filled. The measuring chamber is axially on the proximal and distal sides of oxygen-impermeable wall parts 18 limited. Radial side is the measuring chamber 28 from an oxygen-permeable catheter wall 20 surround. In the center of the measuring chamber 28 runs a lumen 29 , among other things, electrical connection cable 23 for the energy and signal supply of the individual measuring units.

Die zur Erfassung des Sauerstoffpartialdruckes ausgebildete Messeinheiten 2.1, 2.2, 2.3 weisen jeweils innerhalb der Messkammer 28 eine aus Edelmetall bestehende Arbeitselektrode 21 sowie eine Anode 22 auf, zwischen denen eine Betriebsspannung zu Zwecken der Sauerstoffreduzierung an der Arbeitskathode 21 angelegt ist. Je nach dem Sauerstoffgehalt der die Katheterwand 20 umspülenden intravaskulären Flüssigkeit (nicht dargestellt) vermögen unterschiedliche Mengen an Sauerstoff durch die sauerstoffdurchlässige Katheterwand 20 in die Messkammer 28 eindiffundieren, die mit Hilfe der polarografischen Messeinheit 2.1, 2.2, 2.3 erfasst wird.The measuring units designed to detect the oxygen partial pressure 2.1 . 2.2 . 2.3 each within the measuring chamber 28 a working electrode made of precious metal 21 as well as an anode 22 between, an operating voltage for purposes of oxygen reduction at the working cathode 21 is created. Depending on the oxygen content of the catheter wall 20 circulating intravascular fluid (not shown) are capable of delivering varying amounts of oxygen through the oxygen permeable catheter wall 20 into the measuring chamber 28 diffuse with the help of the polarographic measuring unit 2.1 . 2.2 . 2.3 is detected.

Die Katheterwand 20 besteht vorzugsweise ausschließlich im Bereich der Messkammer 28 aus einem sauerstoffdurchlässigen Material, beispielsweise in Form einer metallischen oder aus Kunststoff bestehenden Folie, die axial beidseitig zur Messkammer 28 fluiddicht bündig an die ansonsten flexibel, aber sauerstoffundurchlässige Katheterwand angrenzt. Somit kann die polarografische Messeinheit als längs des Katheters implementierte bzw. vollständig integrierte Messzylindereinheit aufgefasst werden. Zu Zwecken der exakten Positionierung der in 2 illustrierten polarografischen Messeinheit 2.1, 2.2, 2.3 relativ zu einem intrakorporalen Messort, ist zusätzlich eine röntgendichte Markierung 24 unmittelbar angrenzend an die Messkammer 82 in der Katheterwand angebracht, die sich sichtbar auf röntgentechnischen Bildaufnahmen für einen Operateur abzeichnen.The catheter wall 20 preferably consists exclusively in the region of the measuring chamber 28 from an oxygen-permeable material, for example in the form of a metallic or plastic film, the axially on both sides of the measuring chamber 28 fluid-tight flush with the otherwise flexible, but oxygen-impermeable catheter wall adjacent. Thus, the polarographic measuring unit can be understood as a measuring cylinder unit implemented along the catheter or completely integrated. For purposes of exact positioning of the in 2 illustrated polarographic measuring unit 2.1 . 2.2 . 2.3 relative to an intracorporeal measuring site, is additionally a radiopaque marker 24 immediately adjacent to the measuring chamber 82 mounted in the catheter wall, which are visible on X-ray image recordings for a surgeon.

In 2b ist eine alternative Ausführungsform für den Katheter 1 mit einer darin integrierten polarografischen Messeinheit 2.1, 2.2, 2.3 dargestellt. So weist der Katheter 1 eine wenigstens zweilagige Katheterwand 20 auf, mit einer inneren Wandschicht 20.1 und einer äußeren Wandschicht 20.2. Die innere Wandschicht 20.1 besteht aus einem sauerstoffdurchlässigen Material, wohingegen die äußere Katheterwandschicht 20.2 sauerstoffundurchlässig ist. Im Bereich der polarografischen Messeinheit 2.1, 2.2, 2.3 ist die äußere Katheterwand 20.2 unterbrochen, so dass die Elektrolyt-gefüllte Messkammer 28 ausschließlich durch die innere, d. h. sauerstoffdurchlässige Katheterwand 20.1 von der den Katheter umgebenden Umgebung getrennt ist. Gleichsam dem in 2a illustrierten Ausführungsbeispiel befinden sich auch im Falle der 2b zwei polarografische Elektroden 21, 22 innerhalb der Messkammer 28, die jeweils axialwärts beidseitig von sauerstoffundurchlässigen, fluiddichten Wandabschnitten 18 begrenzt ist. Außerhalb der Messkammer 28 befindet sich unmittelbar benachbart zu dieser eine Induktionseinheit 30, die mit einem extern zum Katheter vorherrschenden elektromagnetischen Wechselfeld induktiv in Wechselwirkung tritt, um auf diese Weise eine elektrische Versorgungsspannung zwischen den beiden polarografischen Elektroden 21, 22 zu erzeugen. Zur Erfassung und Abführung der zwischen beiden polarografischen Elektroden 21, 22 erfassten Messsignale, die den messtechnisch erfassten Sauerstoffpartialdruck repräsentieren, dient eine ebenfalls mit beiden Elektroden sowie mit der Induktionseinheit 30 verbundene Funkverbindungseinheit 31, die die erfassten Messsignale zu einer externen Auswerte- und Steuereinheit drahtlos übersendet. Gleichfalls ist es möglich, entsprechende externe Steuersignale mit Hilfe der Funkverbindungseinheit 31 zu empfangen.In 2 B is an alternative embodiment for the catheter 1 with a polarographic measuring unit integrated therein 2.1 . 2.2 . 2.3 shown. This is the way the catheter points 1 an at least two-layered catheter wall 20 on, with an inner wall layer 20.1 and an outer wall layer 20.2 , The inner wall layer 20.1 consists of an oxygen-permeable material, whereas the outer catheter wall layer 20.2 is oxygen impermeable. In the area of the polarographic measuring unit 2.1 . 2.2 . 2.3 is the outer catheter wall 20.2 interrupted, leaving the electrolyte-filled measuring chamber 28 exclusively through the inner, ie oxygen-permeable catheter wall 20.1 separated from the environment surrounding the catheter. Same as the one in 2a Illustrated embodiment are also in the case of 2 B two polarographic electrodes 21 . 22 within the measuring chamber 28 each axially axially on both sides of oxygen-impermeable, fluid-tight wall sections 18 is limited. Outside the measuring chamber 28 is located immediately adjacent to this one induction unit 30 , which interacts inductively with an electromagnetic alternating field prevailing externally to the catheter, to thereby supply an electrical supply voltage between the two polarographic electrodes 21 . 22 to create. For detecting and removing the between the two polarographic electrodes 21 . 22 detected measuring signals representing the measured oxygen partial pressure, serves a likewise with both electrodes and with the induction unit 30 connected radio connection unit 31 which wirelessly transmits the acquired measurement signals to an external evaluation and control unit. Likewise, it is possible to have corresponding external control signals by means of the radio connection unit 31 to recieve.

Mit Hilfe der drahtlosen Energie- und Signalübertragung zwischen der polarografischen Messeinheit 2.1, 2.2, 2.3 und einer externen Energieversorgungseinheit sowie einer Steuer- und Auswerteeinheit kann auf eine innerhalb des Katheters platzbeanspruchende Kabelführung gemäß dem in 2a illustrierten Ausführungsbeispiel, siehe elektrischer Kabelstrang 23, verzichtet werden. Dies gestattet es, den Katheterquerschnitt signifikant zu reduzieren und den gesamten Katheter miniaturisierbar auszubilden.With the help of wireless energy and signal transmission between the polarographic measuring unit 2.1 . 2.2 . 2.3 and an external power supply unit as well as a control and evaluation unit can be adapted to a cable guide that requires space within the catheter in accordance with the method described in US Pat 2a illustrated embodiment, see electrical wiring harness 23 , be waived. This makes it possible to significantly reduce the catheter cross-section and make the entire catheter miniaturizable.

Zur Realisierung der den Kohlendioxyd-Partialdruck sowie den pH-Wert erfassenden Messeinheit 3 werden auf an sich bekannte Sensortechniken zurückgegriffen, die gleichsam, wie im vorstehend geschilderten Fall, zur Messung des Sauerstoffpartialdruckes in Form einer elektrochemischen Messeinheit sowie aber auch in Form einer Chemolumineszenz-Sensorik ausgeführt sein können. In 3 ist eine Längsschnittdarstellung durch eine Chemolumineszenz-Sensorik schematisiert dargestellt. Im Gegensatz zur Ausführungsform gemäß 2a, b, in der die polarografische Messeinheit zur Erfassung des Sauerstoffpartialdruckes illustriert ist, ist im Falle der Kohlendioxyd-Partialdruckmessung sowie der pH-Wertmessung die Messkammer 28 mit einem optisch sensitiven Polymer 32 gefüllt, wie beispielsweise Polyurethanhydrogel, Poly-HEMA, Cellulose oder Polysiloksane. Die sensitiven Polymere 32 sind mit Chromophoren versetzt. Die die Messkammer 28 radial umgebende Katheterwand 20 ist gleichsam sauerstoffdurchlässig ausgebildet und zudem axialwärts von sauerstoffundurchlässigen Wandabschnitten 18 begrenzt. Innerhalb der Messkammer 28 sind wenigstens zwei optische Lichtleiter 33, 34 angeordnet, durch die zum einen Licht in das optisch sensitive Polymer 32 emittiert wird, das in Wechselwirkung mit dem Polymer tritt und Fluoreszenzeffekte hervorruft, dessen Fluoreszenzlicht vom gleichen oder anderen Lichtwellenleiter 34 erfasst und an eine entsprechende Lichtdetektoreinheit weitergeleitet wird. Sowohl die Lichtzuführung als auch -abführung über die jeweiligen Lichtleiter 33, 34 erfolgt in der in 3 dargestellten Ausführungsform längs einer zentrischen Kabelführung 23 an eine proximalseitig extrakorporal vorgesehene Steuer- und Auswerteeinheit. Gleichfalls ist es jedoch möglich, auch die Chemolumineszenz-Messung mit Hilfe innerhalb des Katheters integrierter Komponenten zu realisieren, zu deren Energieversorgung sowie auch Messsignalzu- und -ableitung auf kontaktfreie Verfahren zurückgegriffen werden kann, wie beispielsweise das erläuterte Induktionsverfahren zur Energieübertragung sowie die beschriebene Funkverbindungstechnik zur Übertragung entsprechender Steuer- und Messsignale.For the realization of the carbon dioxide partial pressure and the pH value measuring unit 3 are used in per se known sensor techniques, which can be carried out as it were, as in the case described above, for measuring the oxygen partial pressure in the form of an electrochemical measuring unit as well as in the form of a chemiluminescent sensor. In 3 is a longitudinal sectional view through a chemiluminescent sensor shown schematically. In contrast to the embodiment according to 2a , b, in which the polarographic measuring unit for detecting the oxygen partial pressure is illustrated, in the case of the carbon dioxide partial pressure measurement and the pH measurement, the measuring chamber 28 with an optically sensitive polymer 32 filled, such as polyurethane hydrogel, poly-HEMA, cellulose or polysiloxanes. The sensitive polymers 32 are mixed with chromophores. The the measuring chamber 28 radially surrounding catheter wall 20 is, as it were, permeable to oxygen, and also axially of oxygen-impermeable wall sections 18 limited. Inside the measuring chamber 28 are at least two optical light guides 33 . 34 arranged, by the light into the optically sensitive polymer 32 which interacts with the polymer and produces fluorescence effects whose fluorescent light is emitted from the same or different optical waveguide 34 is detected and forwarded to a corresponding light detector unit. Both the light supply and discharge via the respective light guide 33 . 34 takes place in the 3 illustrated embodiment along a central cable guide 23 to a proximal side extracorporeal control and evaluation provided. Likewise, it is also possible to realize the chemiluminescence measurement with the aid of integrated components within the catheter, to the energy supply and also Meßsignalzu- and derivation can be made of non-contact method, such as the illustrated induction method for energy transfer and the described radio communication technology for Transmission of appropriate control and measuring signals.

4 illustriert einen Querschnitt durch eine Katheterausführung mit konventioneller Drahtzuführung durch geeignet innerhalb des Katheters 1 geführter Lumen 29, 6, 9, 8. Der Querschnitt verläuft durch eine pO2-Messeinheit 2.1, die eine Messkammer 28 vorsieht, die zumindest bereichsweise von einer Sauerstoffdurchlässigen Katheterwand 20 begrenzt wird und in der die Anode 22 und Kathode 21 platziert sind. In einem seitlichen Lumenbereich 38 verlaufen das Lumen 6 für den Katheterdraht oder die externe Blutdruckmessung, das Ballonlumen 8 sowie das Lumen 7 für die Thermo-Dilutionsmessung sowie ein Lumen für eine Kabelverbindung 27 vom Thermistor bis zur Monitoranlage. Der Bereich der Katheterwand 20, der den Lumenbereich 38 radial nach Außen begrenzt ist nicht oder zumindest nicht notwendiger Weise Sauerstoffdurchlässig ausgebildet. Innerhalb des die Messkammer 28 zentrisch durchsetzenden Lumens 28 verlaufen die Lumen 10, 14 für die pCO2 sowie pH-Kabel. 4 FIG. 12 illustrates a cross-section through a conventional wire delivery catheter design through suitably within the catheter. FIG 1 led lumen 29 . 6 . 9 . 8th , The cross section runs through a pO2 measuring unit 2.1 holding a measuring chamber 28 provides, at least partially, of an oxygen-permeable catheter wall 20 is limited and in the anode 22 and cathode 21 are placed. In a lateral lumen area 38 run the lumen 6 for the catheter wire or the external blood pressure measurement, the balloon lumen 8th as well as the lumen 7 for the thermo-dilution measurement as well as a lumen for a cable connection 27 from the thermistor to the monitor system. The area of the catheter wall 20 who has the lumen area 38 is limited radially outward not or at least not necessarily oxygen permeable formed. Inside the measuring chamber 28 centrically penetrating lumens 28 the lumens run 10 . 14 for the pCO 2 as well as pH cables.

Auch die in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 genannten Sensoren zur Erfassung des Druckes innerhalb einer intravaskulären Flüssigkeit sowie auch Thermosensoren zur Erfassung von Temperaturänderungen können ebenfalls ohne drahtgebundene Verbindungen zu einer extrakorporalen Steuerungseinheit ausgebildet sein. 5 illustriert eine derartige Kathetervorrichtung. Längs des Katheters 1 sind jeweils drei voneinander separiert ausgebildete pO2-Messeinheiten 2.1, 2.2, 2.3 angeordnet.Also in connection with the embodiment according to 1 said sensors for detecting the pressure within an intravascular fluid and also thermosensors for detecting temperature changes may also be formed without wired connections to an extracorporeal control unit. 5 illustrates such a catheter device. Along the catheter 1 are in each case three separate pO 2 measurement units 2.1 . 2.2 . 2.3 arranged.

Eine Druckmesseinheit 35 zeichnet sich bspw. durch eine längs des Katheters 1 oder optional am distalen Katheterende vorzusehende Messkammer aus, in der gegenüber dem Umgebungsdruck Unterdruck herrscht, die über eine flexible Membran mit der den Katheter umströmenden intravaskulären Flüssigkeit in Wirkverbindung steht. Die Membran ist Teil eines induktivkapazitiven Resonanzkreislaufes, so genannter LC-Schaltkreis, dessen resonantes Schwingungsverhalten durch die Membranauslenkung bedingt ist, die wiederum vom Blutdruck beeinflusst wird. Die Messkammer ist mit einer induktionsempfindlichen Sensorik verbunden, die in Wechselwirkung mit einem extern angelegten magnetischen Feld tritt, über das sowohl die entsprechende Energieversorgung als auch eine kontinuierliche Signalabfragung realisierbar ist.A pressure measuring unit 35 is characterized, for example, by a length of the catheter 1 or optionally at the distal catheter end to be provided measuring chamber in which there is negative pressure relative to the ambient pressure, which is connected via a flexible membrane with the catheter flowing around the intravascular fluid in operative connection. The membrane is part of an inductive capacitive resonance circuit, so-called LC circuit whose resonant vibration behavior is due to the diaphragm deflection, which in turn is influenced by the blood pressure. The measuring chamber is connected to an induction-sensitive sensor, which interacts with an externally applied magnetic field, via which both the corresponding power supply and a continuous signal detection can be realized.

In gleicher Weise ist der zur Durchführung von Thermodilutionsmessungen geeignete Thermosensor 26, der am distalen Katheterende angebracht ist und die Temperaturänderung des Blutes bei Injektion von gekühlten Flüssigkeiten zur Bestimmung des Herzzeitvolumens misst, mittels drahtloser Signalabfrage zu betreiben.In the same way, the thermosensor suitable for carrying out thermodilution measurements is 26 attached to the distal end of the catheter and measuring the temperature change of the blood upon injection of cooled fluids to determine the cardiac output, to operate by wireless signal interrogation.

Zwar lässt sich die Messung einer Temperaturänderung an der Sonde vorzugsweise mit Hilfe einer Flüssigkeitsinjektion in ein durch den Katheter 1 verlaufendes Lumen realisieren, welches extrakorporal mit einer Flüssigkeitspumpe verbunden ist. Andererseits ist die Messung der Temperatur einer körpereigenen Flüssigkeit, z. B. der Bluttemperatur, unter anderem nach Applikation von intravasal applizierten Kühlflüssigkeiten ohne ein zusätzliches Katheterlumen möglich. Gleichwohl ist es Teil der Ausführung, den am distalen Katheterende angebrachten Thermokoppler in gleicher Weise induktiv sowie auch mit Hilfe an sich bekannter Funkverbindungstechnik zu betreiben, um einerseits die Energieversorgung und andererseits die kontinuierliche Messsignalabführung zu gewährleisten.Although the measurement of a change in temperature at the probe can be preferably by means of a liquid injection into a through the catheter 1 realize extending lumen, which is extracorporeally connected to a liquid pump. On the other hand, the measurement of the temperature of an endogenous fluid, eg. As the blood temperature, inter alia after application of intravascular applied cooling fluids without an additional catheter lumen possible. Nevertheless, it is part of the design to operate the thermocouple attached to the distal end of the catheter in the same way inductively as well as with the aid of radio communication technology known per se, in order to ensure, on the one hand, the power supply and, on the other hand, the continuous measurement signal removal.

Zwischen der zweiten und dritten pO2-Messeinheit 2.2 und 2.3 ist längs des Katheters 1 eine pCO2- und pH-Wert-Messeinheit 3 vorgesehen. Da der Katheter 1 kein Lumen besitzt, bietet er auch keine Möglichkeit zur Durchführung eines Führungsdrahtes. Um das Navigieren des Katheters 1 für das intrakoporale Einführen und Positionieren zu erleichtern, ist an der Katheterspitze ein flexibler, röntgendichter Draht 36 vorgesehen, der in geeigneter Weise vorgebogen werden kann.Between the second and third pO 2 measuring unit 2.2 and 2.3 is along the catheter 1 a pCO 2 and pH measuring unit 3 intended. Because the catheter 1 has no lumen, he also offers no way to carry a guidewire. To navigate the catheter 1 for intra-oral insertion and positioning, the catheter tip is a flexible, radiopaque wire 36 provided, which can be pre-bent in a suitable manner.

Das lösungsgemäß ausgebildete Kathetersystem dient somit zur exakten, multifokalen und simultanen Bestimmung des Oxygenierungsgrades, des pH-Wertes und optional des CO2-Partialdruckes, des intravasalen Drucks und der Temperatur innerhalb eines mit Körperflüssigkeit gefüllten Hohlraumes, d. h. beispielsweise im arteriellen und venösen Blut, Plasma, Urin oder Liquor. Durch die Möglichkeit der Miniaturisierung, insbesondere bei Verwendung einer drahtlosen Signal- und Energieversorgung ist es möglich, das Kathetersystem in intrakorporalen Gefäßbereichen einzusetzen, die entsprechend klein dimensionierte Katheterdurchmesser erfordern. In vorteilhafter Weise verfügt der Katheter 1 an dessen proximalen Ende über eine festmontierte Drehvorrichtung 37, mit der ein Operateur exakte Positionierungen des Katheters durch dosierte Rotation des Katheters 1 um dessen Längsachse vornehmen kann.The catheter system designed in accordance with the invention thus serves for the exact, multifocal and simultaneous determination of the degree of oxygenation, the pH and optionally the CO 2 partial pressure, the intravascular pressure and the temperature within a cavity filled with bodily fluid, ie for example in the arterial and venous blood, plasma , Urine or cerebrospinal fluid. Due to the possibility of miniaturization, in particular when using a wireless signal and power supply, it is possible to use the catheter system in intracorporeal vessel areas, the require correspondingly small sized catheter diameter. Advantageously, the catheter has 1 at its proximal end via a fixed rotary device 37 with which an operator can accurately position the catheter by metered rotation of the catheter 1 can make about its longitudinal axis.

Grundsätzlich kann der Katheter in arterielle sowie auch venöse Gefäßsysteme von Herz, Gehirn und Nieren, genital und intrauterinäre Systeme sowie im Liquorraum eingesetzt werden.Basically, the catheter can be used in arterial as well as venous vascular systems of the heart, brain and kidneys, genital and intrauterine systems as well as in the CSF space.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Kathetercatheter
2.1, 2.2., 2.32.1, 2.2., 2.3
SauerstoffpartialdruckmesseinheitenSauerstoffpartialdruckmesseinheiten
33
Kohlendioxyd- sowie pH-Wert-MesseinheitenCarbon Dioxide and pH measurement units
44
Ballonballoon
55
Proximales Katheterende, KanalführungsbuchseProximal catheter end, channel guide bush
66
Lumen für Katheterdraht oder externe BlutdruckmessungLumen for catheter wire or external blood pressure measurement
77
Lumen für Thermo-DilutionsmessungLumen for thermo-dilution measurement
88th
Ballonlumenballoon lumen
99
DreiwegehahnThree-way valve
1010
pO2-KabelpO2 cable
1111
Schaltstation der SauerstoffmessregionenSwitching station of the oxygen measuring regions
1212
Signalverstärkersignal amplifier
1313
PC und MonitoranlagePC and monitor system
1414
pCO2 sowie PH-KabelpCO2 and PH cables
1515
Schaltstation der PH-MesseinheitSwitching station of the PH measuring unit
1616
Signalverstärkersignal amplifier
1717
PC und MonitoranlagePC and monitor system
1818
Sauerstoffundurchlässige WandungOxygen-impermeable wall
1919
Elektrolytflüssigkeitelectrolyte fluid
2020
Sauerstoffdurchlässige DiffusionsmembranOxygen permeable diffusion membrane
20.120.1
Sauerstoffdurchlässige KatheterwandschichtOxygen permeable catheter wall layer
20.220.2
Sauerstoffundurchlässige KatheterwandschichtOxygen-impermeable catheter wall layer
2121
Kathodecathode
2222
Anodeanode
2323
Isoliertes elektrisches Kabel, KabelstrangIsolated electrical cable, wiring harness
2424
Röntgendichte MarkierungRadiopaque marking
2525
Seitliche Katheteröffnung zu einem KatheterlumenLateral catheter opening to a catheter lumen
2626
Thermistor, ThermoelementThermistor, thermocouple
2727
Kabelführung mit Verbindung zu PC und MonitorCable management with connection to PC and monitor
2828
Messkammermeasuring chamber
2929
Lumenlumen
3030
Induktionseinheitinduction unit
3131
Funkeinheitradio unit
3232
Fluoreszierendes PolymerFluorescent polymer
3333
Lichtleiteroptical fiber
3434
Lichtleiteroptical fiber
3535
Druck-MesseinheitPressure-measuring unit
3636
Röntgendichter DrahtRadiopaque wire
3737
Festmontierte DrehvorrichtungFixed rotary device
3838
Seitlicher LumenbereichLateral area of the lumbar

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 4582064 [0003] US 4582064 [0003]
  • EP 0880339 B1 [0004] EP 0880339 B1 [0004]
  • WO 03/017840 A1 [0006] WO 03/017840 Al [0006]
  • US 2009/0156921 A1 [0007] US 2009/0156921 A1 [0007]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • Artikel von A. Zollinger et al. „Accuracy and clinical performance of a continuous intra-arterial blond-gas monitoring system during thoracoscopic surgery”, British Journal of Anaesthesia 1997, 79: p. 47–52 [0008] Article by A. Zollinger et al. "Accuracy and clinical performance of a continuous intra-arterial blond-gas monitoring system during thoracoscopic surgery", British Journal of Anesthesia 1997, 79: p. 47-52 [0008]

Claims (15)

Vorrichtung zur in vivo Messung wenigstens des Sauerstoffpartialdruckes einer intravaskulären Flüssigkeit mit einem Katheter, der über ein distales und proximales Katheterende sowie eine flexible, fluiddichte Katheterwand verfügt, mit einer in den Katheter integrierten, ersten polarographischen Messeinheit, die eine durch die Katheterwand zumindest bereichsweise begrenzende Messkammer vorsieht, die mit einer Elektrolytflüssigkeit gefüllt ist, in der eine polarographische Kathode sowie eine Anode angeordnet sind, wobei ausschließlich die die Messkammer begrenzende Katheterwand sauerstoffdurchlässig ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass längs des Katheters, beabstandet zur ersten Messeinheit im Bereich zwischen dem distalen und proximalen Katheterende, eine zweite zur Sauerstoffpartialdruckmessung geeignete polarographische Messeinheit angeordnet ist.Device for in vivo measurement of at least the oxygen partial pressure of an intravascular fluid with a catheter having a distal and proximal catheter end and a flexible, fluid-tight catheter wall, with a first polarographic measuring unit integrated into the catheter, which comprises a measuring chamber delimiting at least partially through the catheter wall is provided, which is filled with an electrolyte liquid, in which a polarographic cathode and an anode are arranged, wherein only the measuring chamber delimiting the catheter wall is oxygen permeable, characterized in that along the catheter, spaced from the first measuring unit in the region between the distal and proximal Catheter end, a second suitable for oxygen partial pressure measurement polarographic measuring unit is arranged. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine dritte zur Sauerstoffpartialdruckmessung geeignete polarographische Messeinheit längs des Katheters, jeweils beabstandet zur ersten und zweiten Messeinheit im Bereich zwischen dem distalen und proximalen Katheterende angeordnet ist.Device according to claim 1, characterized in that at least one third polarographic measuring unit suitable for oxygen partial pressure measurement is arranged along the catheter, in each case spaced from the first and second measuring unit in the region between the distal and proximal catheter ends. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ausschließlich die Messkammer begrenzende, sauerstoffdurchlässige Katheterwand aus einem anderen Material besteht, als das Material, aus dem die übrige flexible, fluiddichte Katheterwand besteht und über eine Katheteraussenwandseite verfügt, die bündig mit der Katheteraussenwandseite, der übrigen flexiblen, fluiddichten Katheterwand ist.Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that only the measuring chamber limiting oxygen-permeable catheter wall is made of a different material, as the material from which the rest of the flexible, fluid-tight catheter wall is made and has a catheter outer wall side, flush with the catheter outer wall side, the remaining flexible, fluid-tight catheter wall. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die die Messkammer teilweise begrenzende Katheterwand in Form eines metallischen oder auf Kunststoffbasis beruhenden Wandbereiches ausgebildet ist, der stoffschlüssig mit der übrigen flexibel, fluiddichten Katheterwand verbunden ist.Apparatus according to claim 3, characterized in that the measuring chamber partially delimiting the catheter wall is formed in the form of a metallic or plastic-based wall portion, which is materially connected to the other flexible, fluid-tight catheter wall. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die flexible, fluiddichte Katheterwand wenigstens zwei Materialschichten aufweist, eine innere Katheterwandschicht, die ein inneres Katheterlumen umgibt und aus einem sauerstoffdurchlässigem Material besteht, und eine äußere Katheterwandschicht, die auf der inneren Katheterwandschicht aufgebracht ist und aus einem sauerstoffundurchlässigem Material besteht, und dass die äussere Katheterwandschicht an jenen Wandbereichen Ausnehmungen vorsieht, die den die Messkammern begrenzenden Katheterwänden entsprechen.The device of claim 1 or 2, characterized in that the flexible, fluid-tight catheter wall comprises at least two layers of material, an inner catheter wall layer surrounding an inner catheter lumen and made of an oxygen-permeable material, and an outer catheter wall layer applied to the inner catheter wall layer and is made of an oxygen-impermeable material, and that the outer catheter wall layer at those wall regions provides recesses corresponding to the catheter walls bounding the measuring chambers. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in Längsrichtung des Katheters jeweils an wenigstens einer zur Sauerstoffpartialdruckmessung geeigneten polarographischen Messeinheit mittel- oder unmittelbar angrenzend eine den Kohlendioxid-Partialdruck, kurz pCO2, und pH-Wert kontinuierlich erfassende Messeinheit angeordnet ist.Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that in the longitudinal direction of the catheter in each case at least one suitable for Sauerstoffpartialdruckmessung polarographic measurement unit medium or immediately adjacent to a carbon dioxide partial pressure, short pCO 2 , and pH continuously detected measuring unit is arranged , Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die den pH- sowie pCO2-Wert erfassende Messeinheit eine Chemolumineszens-Sensorik oder eine elektrochemische Messeinheit aufweist.Apparatus according to claim 6, characterized in that the pH and pCO 2 value detecting measuring unit comprises a chemiluminescence sensor or an electrochemical measuring unit. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in Längsrichtung des Katheters jeweils an wenigstens einer zur Sauerstoffpartialdruckmessung geeigneten polarographischen Messeinheit mittel- oder unmittelbar angrenzend eine druckerfassende Messeinheit angeordnet ist.Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that in the longitudinal direction of the catheter in each case at least one suitable for oxygen partial pressure measurement polarographic measurement unit directly or indirectly adjacent to a pressure-detecting measuring unit is arranged. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in Längsrichtung des Katheters jeweils an wenigstens einer zur Sauerstoffpartialdruckmessung geeigneten polarographischen Messeinheit mittel- oder unmittelbar angrenzend eine temperaturerfassende Messeinheit angeordnet ist.Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that in the longitudinal direction of the catheter in each case at least one suitable for Sauerstoffpartialdruckmessung polarographic measurement unit directly or indirectly adjacent to a temperature-detecting measuring unit is arranged. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinheiten zu Zwecken der Versorgung mit elektrischer Energie und der Messsignalabführung jeweils über innerhalb des Katheters proximalseitig verlaufenden Kabeln verbunden sind, die mit wenigstens einer außerhalb des Katheters befindlichen Steuer- und Auswerteeinheit verbindbar sind.Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the measuring units are connected for purposes of supply of electrical energy and the Meßsignalabführung each within the catheter proximal cables extending, which are connectable to at least one located outside the catheter control and evaluation , Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinheiten zu Zwecken der Messsignalabführung jeweils mit wenigstens einer innerhalb des Katheters integrierten Funkverbindungseinheit verbunden sind, über die zumindest Messsignale zu einer außerhalb des Katheters befindlichen Funkeinheit übertragbar sind, und dass die Messeinheiten zu Zwecken der Versorgung mit elektrischer Energie jeweils mit wenigstens einer innerhalb des Katheters integrierten Induktionseinheit verbunden sind, die in Wechselwirkung mit einem externen elektromagnetischen Feld bringbar ist.Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the measuring units are connected for purposes of Meßsignalabführung each with at least one integrated within the catheter radio connection unit via which at least measurement signals to a radio unit located outside the catheter, and in that the measuring units are each connected, for purposes of supplying electrical energy, to at least one induction unit integrated within the catheter, which can be brought into interaction with an external electromagnetic field. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Katheter wenigstens ein Innenlumen aufweist, durch den vom proximalen Katheterende bis zum distalen Katheterende ein Führungsdraht führbar ist.Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the catheter has at least one inner lumen through which a guide wire can be guided from the proximal catheter end to the distal end of the catheter. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Katheter wenigstens ein Innenlumen aufweist, durch den vom proximalen Katheterende ein am distalen Katheterende befindlicher Ballon inflatierbar ist.Device according to one of claims 1 to 12, characterized in that the catheter has at least one inner lumen through which the At the proximal end of the catheter, a balloon located at the distal end of the catheter is inflatable. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Katheter eine flexible Katheterspitze aus einem metallischen, röntgendichten Führungsdraht aufweistApparatus according to claim 11, characterized in that the catheter comprises a flexible catheter tip of a metallic, radiopaque guide wire Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Messkammer wenigstens der ersten polarographischen Messeinheit, wenigstens eine röntgendichte Markierung vorsieht.Device according to one of claims 1 to 14, characterized in that the measuring chamber at least the first polarographic measuring unit, at least one radiopaque marker provides.
DE201210012180 2012-06-19 2012-06-19 Device for in-vivo measurement of oxygen partial pressure of intravascular fluid, has polarographic measurement unit for oxygen partial pressure measurement, which is arranged along catheter Withdrawn DE102012012180A1 (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103976725A (en) * 2014-05-30 2014-08-13 上海交通大学医学院附属第九人民医院 Awake laboratory mouse bladder pressure measuring catheter suite

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4582064A (en) 1982-09-01 1986-04-15 Wolfgang Fleckenstein Method and apparatus for determining pO2 histograms
EP0880339B1 (en) 1996-02-16 2002-07-31 GMS, Gesellschaft für medizinische Sondentechnik mbH Brain oxygen partial pressure measuring device
WO2003017840A1 (en) 2001-08-24 2003-03-06 Whitland Research Limited Catheter for measurement of organ so2
EP0690695B1 (en) * 1993-03-22 2003-08-20 Instrumentarium Corporation Remote sensing tonometric catheter apparatus
US20090156921A1 (en) 2007-12-18 2009-06-18 Huisun Wang Cardiac ablation catheter with oxygen saturation sensor

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4582064A (en) 1982-09-01 1986-04-15 Wolfgang Fleckenstein Method and apparatus for determining pO2 histograms
EP0690695B1 (en) * 1993-03-22 2003-08-20 Instrumentarium Corporation Remote sensing tonometric catheter apparatus
EP0880339B1 (en) 1996-02-16 2002-07-31 GMS, Gesellschaft für medizinische Sondentechnik mbH Brain oxygen partial pressure measuring device
WO2003017840A1 (en) 2001-08-24 2003-03-06 Whitland Research Limited Catheter for measurement of organ so2
US20090156921A1 (en) 2007-12-18 2009-06-18 Huisun Wang Cardiac ablation catheter with oxygen saturation sensor

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Artikel von A. Zollinger et al. "Accuracy and clinical performance of a continuous intra-arterial blond-gas monitoring system during thoracoscopic surgery", British Journal of Anaesthesia 1997, 79: p. 47-52
Zollinger, a. et al: Accuracy and clinical performance of a continuous intra-arterial blood-gas monitoring system during thoracoscopic surgery. In: British Journal of Anaethesia, Vol. 79, 1997, 47-52. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103976725A (en) * 2014-05-30 2014-08-13 上海交通大学医学院附属第九人民医院 Awake laboratory mouse bladder pressure measuring catheter suite

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