DE1566620A1

DE1566620A1 - Facility for hypo- and hyperthermia

Info

Publication number: DE1566620A1
Application number: DE19671566620
Authority: DE
Inventors: Guendel Dipl-Phys Wolfgang
Original assignee: INST TECHNOLOGIE DER GESUNDHEI
Current assignee: INST TECHNOLOGIE DER GESUNDHEI
Priority date: 1967-07-31
Filing date: 1967-07-31
Publication date: 1970-10-22

Description

Einrichtung zur Hypo- und Hyperthe rmie Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Hypo - und Hyperthermie, die dazu dient, die Körpertemperatur des Menschen unter oder über die Norm zu verändern.Device for hypo- and hyperthermia The invention relates to a Device for hypo - and hyperthermia, which is used to maintain the body temperature of the To change people below or above the norm.

Bs ist bekannt, die Temperatur des Menschen auf physikalischem Wege durch Wärineentzug über die Haut zu senken, wobei vorwiegend Matten, auf denen der Patient liegt, zur Anwendem kommen oder bei Verwendung einer Herz-lungen-Maschine oder eines ähnlichen extracorporalen Systems über einen in den Blutstrom eingeschalteten ; Värmeaustauscher. Die Wiedererwärmung des Patienten erfolgt durch Wärmezufuhr auf dem gleichen Wege.Bs is known, the temperature of humans in a physical way by extracting heat through the skin, with predominantly mats on which the Patient lying down, coming to the user or using a heart-lung machine or a similar extracorporeal system via one switched into the bloodstream ; Heat exchanger. The patient is rewarmed by supplying heat the same way.

Bei der hyperthermie, welche zunehmende 3edeutung für therapeutische Zwecke erlangt, wird die Körpertemperatur zunächst über die Norm von 37°C durch Wärmezufuhr über die Haut oder bei Verwendung eines extracorporalen Systems zur Kreislaufentlastung vermtitels Warmeaustauscher erhöht und nach Abschluß der Behandlung durch Wärmeentzug zumeist auf gleiche Art wieder gesenkt.In hyperthermia, which is increasingly important for therapeutic For purposes, the body temperature is initially above the norm of 37 ° C Heat supply through the skin or when using an extracorporeal system for Circulatory relief by means of the heat exchanger increased and after the end of the treatment usually reduced in the same way by heat extraction.

Der Wärmeentzug und die Warmezufuhr über einen in den Blutkreislauf eingeschalteten Wärmeaustauscher oder über Matten erfordert sowohl bei der Hypothermie als auch bei der Hyperthermie eine Einrichtung bzw. Anlage zur Erzeugung, Umwälzung, Steuerung und Kontrolle der Temperierflüssigkeit, also des Wärmeträgers.The removal of heat and the supply of heat via one into the bloodstream Switched on the heat exchanger or over mats requires both in the case of hypothermia as well as hyperthermia a facility or system for Generation, circulation, control and monitoring of the bath fluid, i.e. the Heat transfer medium.

Bisher wurdenb die Wärmeasustauscher vorwiegend mit Wasser aus der hauswasseranlage beschickt, wobei insbesondere im Sommer durch hohe Kaltwassertemperatur aus den Rohrnetz uiid somit eines geringeren temperaturgefalles @@@@ere Abkühlungszeiten zum Nachteil des Patienten in Xauf genommen werden mußten und bei der Erwärmung durch Druckschwankungen im Rohrnetz sowohl auf der Kalt- wie auch auf der Warmwasserseite durch Trägheit der Mischbatterie erhebliche für den Patienten nicht ungeführliche Temperaturschwankungen der Temperierflüssigkeit auftraten.So far, the heat exchangers were mainly made with water from the domestic water system charged, especially in summer due to the high cold water temperature from the pipe network uiid thus a lower temperature drop @@@@ ere cooling times had to be taken to the detriment of the patient in Xauf and during the warming due to pressure fluctuations in the pipe network on both the cold and hot water side considerable for the patient due to the inertia of the mixer tap There were temperature fluctuations in the heat transfer liquid.

Die Beseitigung dieser Mängel war nur mit einem hohen apparativen Aufwand mit einer geeigneten Regeleinrichtung möglich.The elimination of these deficiencies was only possible with a high level of apparatus Effort with a suitable control device possible.

Weiterhin ist bekannt, einfache Eumpen zu benutzen und aus einem nit JiS und kaltem Wasser gefüllten 3ehälter Kaltwasser und bei der Erwärmung aus einem anderen Behälter Warmwasser durch den Wärmeaustauscher zu schicken. Dabei werden die Schläuche von fiand umgelegt.It is also known to use simple pumps and to use one nit JiS and cold water filled 3 container of cold water and when heating from one to send hot water through the heat exchanger to another tank. Be there the hoses from fiand turned over.

Hierbei besteht zwar der Vorteil, daß die Anlage einfach ist, aber der Nachteil, daß während der gesamten Zeit eine Person ausschließlich für die Bedienung dieser Anlage erforderlich 1 ist.The advantage here is that the system is simple, but the disadvantage that during the entire time one person is solely responsible for the operation this annex is required 1.

Die Kontrollmöglichkeiten sind auch entsprechend gering.The control options are correspondingly small.

Der Zweck der erfindung ist die Schaffung einer Einrichtung zur Durchführung der Hypo- und Hyperthermie, welche die genannten Mängel des Standes der Techbik nicht aufweist und eine hohe 3etriebssicherheit gewährleistet.The purpose of the invention is to provide a means of implementation the hypo- and hyperthermia, which the mentioned deficiencies of the state of technology does not have and guarantees a high level of operational reliability.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung für die Hypo- und Hyperthermie zu schaffen, die für beide Zwecke universell anwendbar ist und sowohl für Wärmeaustauscher als auch für Matten, d.h. im Saug- und Druckbetrieb arbeitet. Es darf zur Bedienung keine zusätzliche Person erforderlich sein und alle Vorgänge müssen ausreichend kontrollierbar sein.The invention has for its object to provide a device for To create hypo- and hyperthermia that is universally applicable for both purposes and both for heat exchangers and for mats, i.e. in suction and pressure operation is working. No additional person may be required for operation and all of them Processes must be sufficiently controllable.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, ('aß ein Kaltwasserbehälter und ein Warmwasserbehälter über Ventile nit einer Pumpe zu einem Temperieraggregat so zusammengeschaltet sind, daß durch einen Wärmeaustauscher oder Matten über zwei Leitungen kaltes oder warmes Wasser mit beliebig einstellbarer konstanter Temperatur gesaugt oder gedrückt werden kann, der gesamte Vorgang automatisch abläuft und in allen Teilen kontrollierbar ist.According to the invention, the object is achieved by ('ate a cold water tank and a hot water tank via valves with a pump to a temperature control unit are interconnected so that by a heat exchanger or mats over two Pipes of cold or warm water with a constant temperature that can be set as required sucked or squeezed, the entire process runs automatically and in all parts are controllable.

Das kalte Wasser bleibt durch eine Eisrutsche erhalten, indem sich auf einer Schräge, die in das Wasser ragt, Eis befindet, welches in das Wasser reicht und durch das Eigengewicht beim Abschmelzen ständig nachschiebt.The cold water is kept by itself through an ice slide on a slope that protrudes into the water, there is ice that extends into the water and constantly pushes it in due to its own weight as it melts.

Das warme Wasser wird in bekannter leise durch eine regel bare Mehrstufenheizung und eine Umwälzeinrichtung erzeugt und konstant gehalten.The warm water is in the well-known quiet through a controllable multi-stage heating and a circulating device is generated and kept constant.

Es ist zweckmäßig, die Wassertemperaturen, die Temepraturen im Wärmeaustauscher und die Temperaturen des Patienten fortlaufend zu messen und an einem zentral angeordneten Steuer- und Kontrollteil anzuzeigen, zu registrieren und zu regeln.It is advisable to check the water temperatures and the temperatures in the heat exchanger and to measure the temperature of the patient continuously and at a centrally located Display, register and regulate the control and control part.

Weiterhin ist es vorteilhaft, die Schaltung der Ventile, Pumpe und Beizung vom zentral angeordneten Steuer- und Kontrollteil aus vorzunehmen.It is also advantageous to switch the valves, pump and Pickling can be carried out from the centrally located control and monitoring part.

Den fern betatigten, vorzugsweise magnetisch betätigten Ventilen sind zweckmäßig handbetätigte Ventile parallel geschaltet. Zur Sicherheit der Einrichtung sind in den Kreislauf für die Temperierflüssigkeit Rotameter zur Flußkontrolle eingebaut.The remotely operated, preferably magnetically operated, valves are Appropriately manually operated valves connected in parallel. For the security of the facility are built into the circuit for the bath fluid rotameter for flow control.

Die Ventile sind so angeordnet, daß bei Absperrung des Wärmeaustauschers mittels eines Kurzschlußventiles zwischen den Leitungen zu dem Wärmeaustauscher die Einrichtung zu ihrer Temperierung arbeiten kann.The valves are arranged so that when the heat exchanger is shut off by means of a short-circuit valve between the lines to the heat exchanger the device can work for its temperature control.

Die technisch-ökonomischen Auswirkungen der Erfindung bestehen darin, daß bei der Temperierung des Patienten mittels in den Blutkreislauf eingeschalteten Wärmeaustauschers, der in der Regel aus rost- und säurebeständigem Stahl besteht, das Blut von der Temperierflüssigkeit nur durch eine Wand getrennt ist.The technical and economic effects of the invention are: that switched on in the temperature control of the patient by means of in the blood circulation Heat exchanger, which is usually made of rust-proof and acid-proof steel, the blood is only separated from the bath fluid by a wall.

Um bei eventuellen Störungen am Wärmeaustauscher einen Ubertritt von wasser in das Blut zu vermeiden, wird die Temperierflüssigkeit lurch den Wärmeaustauscher hindurchgesaugt. Es ist it aer Zinrichtung auch möglich, eine Temperierung des Patienten über die Haut, auch oberflächentemperierung genannt, vorzunehmen, die vorwiegend mittels Kühimatten aus Gummi oder Kunststoff erfoltjt. Die Temeprierflüssigkeit viird dazu durch Matten hindurchgedrückt, da diese sonst kollapieren. Eventuelle Undichtigkeiten der Matten und Austritt von Temperierflüssigkeit bedeuten keine Gefahr für den Patienten, da kein direkter Kon- -takt mit dem Blut vorhanden ist.In order to prevent an overflow of To avoid water getting into the blood, the heat transfer liquid is passed through the heat exchanger sucked through. It is also possible to control the temperature of the patient over the skin, also known as surface tempering, to carry out the predominantly by means of cooling mats made of rubber or plastic. The tempering liquid To do this, it is pushed through mats, otherwise they will collapse. Eventual Leaks in the mats and the escape of heat transfer liquid do not mean anything Danger for the patient as there is no direct contact with the blood.

Die in der Temperieranlage somit vorhandene Möglichkeit zur Umschaltung von Druck auf Sog ist ein wesentlicher Vorteil und erweitert as Anwendungsgebiet dieser Einrichtung. Die Einrichtung ist relativ einfach in der Bedienung und besitzt eine hohe Betriebssicherheit.The switchover option available in the temperature control system of pressure on suction is a significant advantage and broadens the area of application this facility. The establishment is relatively simple in the Operation and has a high level of operational reliability.

An einem Ausführungsbeispiel soll die Erfindung näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt die Einrichtung im Prinzip.The invention is to be explained in more detail using an exemplary embodiment. The accompanying drawing shows the device in principle.

Die Einrichtung besteht aus zwei Teilen, dem Temperieraggregat und dem Steuer- und Kontrollteil.The device consists of two parts, the temperature control unit and the control and monitoring part.

Das ulut des Patienten soll mittels eines Wärmeaustauschers 1 temperiert werden; entweder auf eine j1emperatur über oder unter die Horm von 37°C. Dieser Warmeaustauscher 1 ist über Strömungsester 2 und Ventile 3 mittels Leitungen 4; 5, vorzugsweise Schläuchen, mit dem Temperieraggregat verbunden. Die Leitung 4 dient dem Zulauf und die Leitung 5 dem Rücklauf. Das Blut wird über die Anschlüsse 6; 7 zu- bzw. abgeführt. Zwischen den Rohrleitungen 4; 5 befindet sich ein Kurzschlußventil 8, um bei abgeschaltetem Wärmeaustauscher 1 den Betrieb fortsetzen zu können.The patient's ulut is to be tempered by means of a heat exchanger 1 will; either to a temperature above or below the hormone 37 ° C. This Heat exchanger 1 is via flow ester 2 and valves 3 by means of lines 4; 5, preferably hoses, connected to the temperature control unit. The line 4 is used the inlet and the line 5 the return. The blood is via the connections 6; 7 supplied or discharged. Between the pipes 4; 5 there is a short circuit valve 8, in order to be able to continue operation with the heat exchanger 1 switched off.

Das Temperieraggregat besteht aus dem Kaltwasserbehälter 9, in dem sich Eis befindet, welches über eine Eisrutsche 10 ständig zugeführt wird und llachsoniebt. Weiterhin ist ein Warmwasserbehälter 11 mit einer Mehrstufenheizung 12 und Umwälzeinrichtung 13 vorhanden. Zur Förderung der Temperierflüssigkeit dient eine Pumpe 1 4. Die Pumpe 14 kann die Temperierflkuüssigkeit je nach Anschluß durch den Wärmeaustauscher drücken oder saugen. Der Kaltwasserbehälter 9 hat einen Zufluß über Ventil 15 und einen Abfluß über ventil 16. Desgleichen ist der Warmwasserbehälter 11 mit der, Ventil 17 für den Zufluß und Ventil 18, die zweckmäßig Magnetventile sind, für den Abfluß ausgerüstet. Zum Anschluß des Wärmeaustauschers 1 an das Temperieraggregat dienen für die Druckleitung die Ventile 19 und für die Saugleitung die Ventile 20. Jeweils zwischen den Ventilen 19 und 20 sind die Überströmventile 19'; 20' algcordnet.The temperature control unit consists of the cold water tank 9 in which there is ice, which is constantly fed in via an ice slide 10 and sieves it. Furthermore, there is a hot water tank 11 with a multi-stage heater 12 and a circulation device 13 available. A pump 1 4 is used to convey the bath fluid. The pump 14 can press the temperature control fluid through the heat exchanger, depending on the connection or suck. The cold water tank 9 has an inflow via valve 15 and one Drain through valve 16. The same is the hot water tank 11 with the valve 17 for the inflow and valve 18, which is appropriate Solenoid valves are equipped for drainage. For connecting the heat exchanger 1 to the temperature control unit The valves 19 are used for the pressure line and the valves 20 are used for the suction line. Between the valves 19 and 20 are the overflow valves 19 '; 20 'organized.

Die Arbeitsweise der gesawnten Einrichtung ist folgende: Soll die Flüssigkeit durch de Wärmeaustauscher 1 hindurchgesaugt werden und eine Kühlung erfolgen, so sind die Ventile 19'; 20 zu öffnen und die Ventile 19; 20' zu schließen. Durch den von der Pumpe 14 erzeugten Unterdruck strömt die Temperierflüssigkeit bei der Kühlung iiber das geöffnete, vorzugsweise als Magnetventil ausgebildete Ventil 16, das geöffnete Ventil 20 und Leitung 4 iq den Steuer- und Isontrollteil. Hier wird der Flüssigkeitsstrom aufgeteilt und gelangt über die beiden Ventile 3 und die beiden Strömungsmesser 2 in den Wärmeaustauscher 1 und von da nach Wiedervereinigung der beiden Teilströme über die Leitung 5, das geöffnete Ventil 20 in die Pumpe 14. Die Pumpe 14 drückt die Temeprierflüssigkeit über das Ventil 19' und das vorzugsweise als Wagnetventil ausgebildete Ventil 15 in den Kaltwasserbehälter 9 zurück. Die Ventile 8; 17; 18 sowie die handbetätigten Jentile 15'; 16'; 17'; 18' sind dabei geschlossen. Jei der erwärmung werden die Ventile 5' 16 geschlossen und die Ventile 17; 18 geöffnet, so daß jetzt die Temperierflüssigkeit aus den Warmwasserbehälter 11 den gleichen Weg fließt. Uber das Jentil 8 bei geschlossenen Ventilen 3 Inn die Anlage unter Ausschaltung des Warmeaustauschers 1 durchströrlt und auf die entsprechende Temperature gebracht werden. Somit lassen sich viesentliche Totzeiten bei Beginn der Abkühlung oder Erwärmung vermeiden. Uber das Entleerungsventil 21 kann die gesamte Anlage entleert werden.The operation of the entire facility is as follows: Should the Liquid can be sucked through de heat exchanger 1 and cooling take place, the valves 19 '; 20 to open and the valves 19; 20 'to close. The temperature control liquid flows through the negative pressure generated by the pump 14 during cooling via the open valve, preferably designed as a solenoid valve Valve 16, the open valve 20 and line 4 iq the control and Isontrollteil. Here the flow of liquid is split up and passes through the two valves 3 and the two flow meters 2 in the heat exchanger 1 and from there after reunification of the two partial flows via the line 5, the opened valve 20 into the pump 14. The pump 14 presses the tempering liquid through the valve 19 'and preferably Valve 15 designed as a solenoid valve is returned to the cold water tank 9. the Valves 8; 17; 18 and the manually operated Jentile 15 '; 16 '; 17 '; 18 'are included closed. During heating, the valves 5 '16 are closed and the valves 17; 18 opened, so that now the heat transfer liquid from the hot water tank 11 flows the same way. About the Jentil 8 with closed valves 3 Inn the System with deactivation of the heat exchanger 1 flowed through and on the corresponding Temperature can be brought. Consequently there are considerable dead times Avoid at the beginning of cooling or warming. Via the drain valve 21 the entire system can be emptied.

Soll die Flüssigkeit durch den Wärmeaustauscher 1 z.B. bei Verwendung von Satten (nicht gezeichnet) hindurchgedrückt werden, so sind die Ventile 19; 20' zu öffnen und die Ventile 19'; 20 zu schließen und die Leitungen 4; 5 mit den entsprechenden Ventilen 19 an dem Temperieraggregat zu verbinden. Der Flüssigkeitsstrom gelangt dabei über die Ventile 16 bzw. 18 und das Ventil 20 zunächst in die Pumpe 14 und wird von da über das Ventil 19, die Leitung 4, die beiden Ventile 3 in den Vfärmeaustauscher 1 bzw. in die als Wärmeaustauscher dienende Matte und von da aus über die leitung 5, das Ventil 19 und das Ventil 15 bzw. 17 in den Kalt- bzw. Warmwasserbehälter 9; 11 geleitet.Should the liquid pass through the heat exchanger 1 e.g. when using are pushed through by saddles (not shown), the valves 19; 20 ' to open and the valves 19 '; 20 to close and the lines 4; 5 with the corresponding To connect valves 19 to the temperature control unit. The liquid flow arrives first in the pump 14 and via the valves 16 and 18 and the valve 20 is from there via the valve 19, the line 4, the two valves 3 in the heat exchanger 1 or into the mat serving as a heat exchanger and from there over the line 5, the valve 19 and the valve 15 or 17 in the cold or hot water tank 9; 11 headed.

Den vorzugsweise als magnetventile ausgebildeten Ventilen 15; 16; 17 ; 18 ist je ein Ventil 15'; 16'; 17'; 18' mit Handbetätigung in Parallelschaltung zugeordnet, die im Normalbetrieb geschlossen bleiben. Bei Ausfall der Ventile 15 ; 16; 17; 18 bzw. der zu ihrer bedienung erforderlichen Stromversorgung kann der Betrieb unter benutzung der handabsperrventile fortgesetzt werden.The valves 15, which are preferably designed as solenoid valves; 16; 17; 18 is a valve 15 '; 16 '; 17 '; 18 'with manual operation in parallel connection assigned, which remain closed during normal operation. If the valves 15 ; 16; 17; 18 or the power supply required to operate it, the Operation can be continued using the manual shut-off valves.

Die gesamte Bedienung und Überwachung des Temperieraggregates erfolgt von einem Steuer- und Kontrollteil aus (nicht gezeichnet). Hier sind entsprechende Schaltelemente zum Öffnen und Schließen der Ventile, zum Schalten der Pumpe 14, zur Wahl der Heizleistung im Warmwasserbehälter 11 und zur Einstellung der Kontaktthermometer vorgesehen. Zur Überwachung der Einiichtung sind ebenfalls am Steuer- und Kontrollteil vorgesehen : die Anzeige des s Flüssigkeitsstandes im Kalt- und Warmwasserbehälte r 9; 11 sowie der Temperatur in jedem dieser beiden Behälter, der Arbeitspunkt t der içontaktthermometer, die Stellung der Ventile und das Arbeiten des bzw. der Heizung 12 und der Pumpe 14.The entire operation and monitoring of the temperature control unit takes place from a control and monitoring part (not shown). Here are appropriate ones Switching elements for opening and closing the valves, for switching the pump 14, for selecting the heating output in the hot water tank 11 and for setting the contact thermometer intended. The control and monitoring part is also used to monitor the equipment provided: the display of the liquid level in the cold and hot water tanks r 9; 11 and the temperature in each of these two containers, the Working point t of the contact thermometer, the position of the valves and the work the heater (s) 12 and the pump 14.

Im Steuer- und Kontrollteil ist eine Temepraturüberwachung aller für den Ablauf des gesamten Prozesses wichtigen Temperaturen vorgesehen. Neben den bereits erwähnten Temperaturen können gleich zeitig und kontinuierlich die Temperatur des Wassers vor Bintritt in den Wärmeaustauscher 1, die Bluttemperatur vor und nach dem Wärmeaustauscher 1 sowie die sich daraus ergebenden Temperaturdifferenzen, die Temperaturdifferenz zwischen Slut-und iWassereingang am Wärmeaustauscher 1 und zwei oder mehrere Teraperaturen des Patienten, z.B. Oesophagus- und Rektaltemperatur abgelesen werden. Alle Temperaturen sind mit einem Schreiber fortlaufend registrierbar.In the control and monitoring part, temperature monitoring is all for important temperatures are provided for the course of the entire process. Besides the already mentioned temperatures can simultaneously and continuously the temperature of the Water before entering the heat exchanger 1, the blood temperature before and after the heat exchanger 1 and the resulting temperature differences that Temperature difference between slut and water inlet on heat exchanger 1 and two or several tera peratures of the patient, e.g. esophageal and rectal temperature can be read. All temperatures can be continuously recorded with a recorder.

Der iarmwasserbehälter 11 besitzt einen Uberlauf 22 und der Kaltwasserbehälter 9 einen Anschluß 23 zur Füllung.The hot water tank 11 has an overflow 22 and the cold water tank 9 a connection 23 for filling.

Claims

Claims: 1. Device for typo- and hyperthermia, with which the patient's blood through a heat exchanger or the temperature of the body or cooled by mats through which a bath fluid flows is heated, characterized in that a cold water tank (9) and a hot water tank (11) so interconnected via valves with a pump (14) to form a temperature control unit are that through the heat exchanger (1) or mats via two lines (4; 5) cold or warm water as the bath fluid, the temperature of which can be regulated and is kept constant, can be sucked or pressed, the entire process is automatic expires and is controllable in all phases.

2. Device according to As claim 1, characterized in that in derq Cold water tank (9) an ice slide (10) is installed, which consists of an up to in the water-reaching slope consists on which ice lies.

3. Device according to claim 1, characterized in that in the Hot water tank (11), an adjustable multi-stage heater (12) and a circulation device (13) is built in, which generates the required uniform heat and constant holds.

4. Device according to claim 1 to 3, characterized in that to which he temperature control unit is connected to a central control and monitoring unit is, with which the water temperatures, temperatures in the heat exchanger (1) and Temperatures of the patient using suitable temperature measuring devices, e.g. Widerstaads or contact thermometers, can be measured, registered and regulated.

5. Device according to claim 1 to 3, characterized in that the valves, pump (14), multi-stage heating (12) switchable from the control and monitoring part are.

6. Einrichtuiig according to claim 1, characterized in that the remote-controlled Valves (15; 16; 17; 18) manually operated valves (15 '; 16'; 17 '; 18') parallel @@@ altet are.

7. Ei @@@ chtung Llacil claim 1 to 3, characterized in that Rotameters are built into the temperature control fluid circuit.

8. Device according to Llspruch 1 to 3, characterized in that for temperature control of the device between the lines (4; 5) in front of the valves (3) A short-circuit valve (8) is built into the heat exchanger (1).