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Gerät für den Blutaustausch, insbesondere bei Neugeborenen
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jedoch ähnliche Irrtümer bei der Durchschaltung möglich, wie sie bei dem Diamondschen Hahn beschrieben wurden, wenn auch nicht in einem so weiten Umfang. Alle diese Irrtümer werden dadurch ermöglicht, dass in irgendwelcher Lage des Hahnes die Spritze entweder gefüllt oder entleert werden kann (Zeit- schrift : Ceskoslovenska pediatrie, 12/1957, Seiten 593-599).
Alle diese Nachteile beseitigt das erfindungsgemässe Gerät zum Blutaustausch, welches eine unrichtige Schaltung der einzelnen Wege beim Blutaustausch völlig unmöglich macht, wobei ein streng geschlossenes System des Blutaustausches gewährleistet wird.
Bei einem einleitend beschriebenen Gerät dient erfindungsgemäss zur Förderung des Blutes eine Kolbenpumpe, bei der auf beiden Seiten des Kolbens je ein Raum zur Aufnahme von Flüssigkeit vorgesehen ist, diese Räume mittels eines Mehrweghahnes an verschiedene Anschlüsse anschliessbar sind und hiebei die Kolbenbewegung ausschliesslich durch die in den Anschlüssen herrschende Druckdifferenz hervorgerufen wird, der Mehrweghahn in seinem Kücken zwei Sackbohrungen besitzt, die mit je einem Raum der Pumpe in Verbindung stehen, vom Hahngehäuse Verbindungen zu einer Injektionsnadel, zu einem Gefäss mit physiologischer Lösung, einem Gefäss mit Blut, einem Abfallgefäss und einem Manometer wegführen und im Hahnkücken und im Hahngehäuse Bohrungen angebracht sind, welche die Herstellung folgender Verbindungen gestatten :
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Verbindung 6 Druckmesser mit Nadel ; Verbindung 7 : Raum a der Pumpe mit Gefäss der physiologischen Lösung, Raum b der Pumpe mit
Abfallgefäss.
Das erfindungsgemässe Gerät gewährleistet ein streng geschlossenes System des Blutaustausches, wodurch auch die Gefahr einer Luftembolie und Kontamination entfällt. Konstruktionsmässig ist das Gerät derart ausgeführt, dass alle Betriebsbewegungen am Gerät bezeichnet sind und es zu keiner Verwechslung der Funktionsvorgänge kommen kann. Die Blutentnahme und ebenso auch die Zuführung des neuen Blutes beim Patienten erfolgt mittels des Gerätes automatisch, wobei die Bedienungsperson bloss das Umschalten der einzelnen Arbeitslagen vornimmt. Der optimale Saug- und Spritzdruck kann durch die gegenseitige Anordnung des Gerätes und seiner Teile eingestellt werden, insbesondere durch die Höhenunterschiede der Lagerung der Gefässe für die zugeführten Lösungen und des Abflussgefässes.
Diese Drücke können entsprechend der Erhöhung des Aderdruckes des Patienten durch diese automatisch angepasst werden. Durch dieses Gerät wird dem Patienten die Möglichkeit gegeben, sich die Blutzuführung anzupassen und sich gegen unphysiologische Druckschwankungen zu wehren. Die Messung des Blutdruckes erfolgt bei dem Gerät durch die Messung der Höhe der physiologischen Lösung, welche gleichzeitig das Blut aus dem ganzen Gerät und der Kanüle herausdrückt, so dass keine Verstopfung des Hohlsystems des Gerätes durch geronnenes Blut erfolgen kann. Das Gerät gewährleistet eine absolut genaue Volumenbilanz des zugeführten und entnommenen Blutes des Patienten, weil das geschlossene System jedwede Volumenverlust ausschliesst und die automatisch gefüllte und entleerte Pumpe die einzelnen Mengen des zugeführten und entnommenen Blutes genau abmisst.
Das erfindungsgemässe Gerät ist im Vergleich mit den bisherigen Systemen auf einem völlig unterschiedlichen Prinzip begründet. Die Kolbenpumpe, welche das Blut aus der Konserve in den Kreislauf des Kindes umpumpt und aus diesem in das Abflussgefäss, hat einen stangenlosen Kolben, welcher daher eine zwangsweise Bewegung erfährt, die durch den hydrostatischen Druck und das Saugen im ganzen Übersetzungssystem realisiert wird.
Diese zwangsweise Bewegung des Kolbens wird dadurch erzielt, dass die Pumpenkammer vor dem Kolben und die Kammer hinter dem Kolben mit dem Kanalsystem innerhalb des Hahnes in Verbindung steht sowie mit dem Abflussgefäss oder mit der Blutkonserve oder mit dem Gefäss für die physiologische Lösung, welche Gefässe zur Herstellung von Über- oder Unterdruck in den Pumpenkammern in der erforderlichen Höhe über oder unter dem Gerät angeordnet sind. Durch die Höhe dieser Wassersäule wird die geforderte Grösse des Druckes auf den Kolben eingestellt und damit auch die Geschwindigkeit seiner Bewegung. Durch dieses Verfahren werden verhängnisvolle Irrtümer ausgeschlossen ; es kann z.
B. die Pumpe nicht mit dem entwerteten Blut aus dem Abflussgefäss gefüllt werden, weil der Pumpenkolben automatisch in der Richtung zum Abfluss gedrückt wird, wenn die vordere Kammer des Pumpenkolbens mit dem Abfluss in Verbindung steht. Bei der Verbindung der vorderen Pumpenkammer mit der Blutkonserve wird die Pumpe durch den Druck der Blutsäule im Zuführungsschlauch mit dem gespendeten Blut gefüllt und der Kolben in der Richtung nach rückwärts verschoben ; gleichzeitig ist jedoch in dieser Funktionslage des Hahnes auch die hintere Pumpenkammer mit dem Abflussgefäss verbunden, in dessen Schlauch der Saugunterdruck in übereinstimmender Richtung auf den Kolben wirkt. Ein weiterer Vorteil dieses Systems liegt in der völlig gleichmässigen Geschwindigkeit
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der Kolbenbewegung und daher auch der Blutübertragung.
Diese für die Sicherheit des Kindes überaus erwünschte Gleichmässigkeit kann durch keines der bisher verwendeten Hilfsmittel erzielt werden. Die Geschwindigkeit des Austausches kann gemäss der Grösse und des Gesamtzustandes des Neugeborenen beliebig gewählt werden, und sie kann auch gemäss dem Vorgangsverlauf wann immer im Plus- oder Minussinn durch Erhöhung oder Verkleinerung der Flüssigkeitssäule zwischen den über dem Gerät aufgehängten Gefässen und dem Gerät selbst geändert werden.
Ausserdem hat das Kind selbst die Möglichkeit, die Geschwindigkeit der Bluteinspritzung zu regulieren ; wenn die Instillation allzu rasch vor sich geht, werden bei dem Kind unangenehme Eindrücke hervorgerufen, gegen welche sich das Kind durch eine Druckerhöhung der Bauchpresse wehrt, wodurch sich der Druck in seinem Aderkreislauf erhöht und gegen den Druck wirkt, durch welchen der Pumpenkolben verschoben wird. Dadurch verlangsamt sich die Instillation des Blutes und das Kind beruhigt sich, gewöhnt sich an die zwangsweisen Druckänderungen, und der Austausch kann sodann ungestört und verhältnismässig rasch fortschreiten.
Aus beiliegenden Zeichnungen sind die Konstruktion, Funktion und der Gang des Gerätes näher ersichtlich. Fig. 1 veranschaulicht schematisch eine Ansicht des Gerätes mit den Ein- und Austrittsleitungen, der Hilfseinrichtung und dem Anschluss an den Patienten. Fig. 2 zeigt schematisch in schaubildlicher Darstellung das Kanalsystem von Hahn und Hahnkonus des Gerätes, der Kolbenpumpe und aller Gefässe in jener Stellung, in welcher die Pumpe mit dem gespendeten Blut aus der Konserve gefüllt wird und in welcher gleichzeitig die untere Pumpenkammer in das Abflussgefäss entleert wird. Die Fig. 3 bis
11 veranschaulichen schematisch die einzelnen möglichen Schaltstellungen des Gerätes.
Das eigentliche Gerät P ist mit der Pumpe V versehen, welche den sich bewegenden Kolben d aufweist, der das zylindrische Gefäss der Pumpe in die beiden Teile a und b unterteilt. Das Gerät ist an folgende Anschlüsse geschaltet : den Anschluss FT zum Gefäss F, welches die physiologische Lösung enthält, den Anschluss K für die Blutzufuhr aus dem Gefäss K, den Anschluss 0 für den Blutabfluss in das Gefäss Z, den Anschluss EX, von welchem durch ein Rohr das Blut dem Patienten zugeführt wird, und den Anschluss T für die Vorrichtung zum Messen des Blutdruckes. Im eigentlichen Hahnkonus und seinem Gehäuse befinden sich in der Ebene 2 (Fig. 2) die Hahnmantelanschlüsse, in der Ebene 1 die Bezeichnung der einzelnen Anschlüsse.
Die Kanäle in der weiteren Ebene 3 verbinden das Gefäss F mit der Pumpenkammer b, und die Kanäle der Ebene 4 verbinden die Pumpenkammer b mit dem Sammelgefäss. Der axiale Kanal A des Systems verbindet die Mantelanschlüsse mit der Pumpenkammer a und der axiale Kanal A'verbindet die Pumpenkammer b über die Kanäle der Ebenen 3 und 4 mit dem Gefäss F für die physiologische Lösung und mit dem Gefäss Z für den Blutabfluss. Die Durchleitung bewirken der Verbindungsschlauch B und der Abflussschlauch C. Die Geschwindigkeit des Austausches wird durch Höhenunterschiede bedingt, wobei die wählbare Saughöhe mit y und die wählbare Druckhöhe mit x bezeichnet sind. Zwecks Veranschaulichung ist die Druckrichtung mit einem vollen Pfeil und die Saugrichtung mit einem leeren Pfeil bezeichnet.
Die Kanäle im Hahnkonus sind einfach schraffiert dargestellt und die Kanäle im Hahnmantel mit gekreuzter Schraffierung.
Das Gerät wird im wesentlichen aus einem Vielweghahn gebildet, dessen fünf Anschlüsse (Ausführungen) am Hahnmantel angeordnet sind, zwei weitere Anschlüsse sind unmittelbar am Hahnkonus in seiner
Längsachse vorgesehen, einer vorne und der andere hinten. An dem vorderen Anschluss ist die Pumpe mit dem stangenlosen Kolben befestigt, der hintere Anschluss steht durch einen Schlauch mit dem Anschluss im Pumpengehäuse in Verbindung. Dadurch ist der Pumpenraum zwischen dem Kolben und dem Gerät mit irgendeinem der Anschlüsse im Hahnmantel verbunden und der Raum hinter dem Pumpenkolben über die Hilfskanäle im Konus und im Mantel mit dem Anschluss FT oder 0 des Mantels.
Der Mantel des Hahnes ist mit einer Säule fest verbunden, in welche von unten ein Zapfen eingesteckt wird, der durch eine Fixierschraube auf einer Unterlage unter dem Kind befestigt ist. In der Säule ist eine Arretiervorrichtung vorgesehen, durch welche das Gerät am Zapfen in einer solchen Höhe fixiert wird, dass das Ende der Ausführung T in Nabelhöhe zu liegen kom". An der vorderen Fläche des Mantels sind die Arbeitslagen des Hahnes durch Buchstaben bezeichnet, gegen welche eine Marke an der Betätigungsscheibe des Konus eingestellt wird. Eine genaue und dabei rasche Einstellung der Marke und daher auch des Hahnkonus gegen die Mantelausführungen (Anschlüsse) wird durch eine federnde Arretiervorrichtung innerhalb des Hahnkörpers erleichtert.
Die Scheibe mit dem Betätigungshebel ist am Hahnkonus mittels einer Mutter befestigt, in welche eine weitere kleinere Mutter zur Befestigung der Leitung zur Pumpe eingeschoben ist.
Die Blutzuführung durch das Gerät erfolgt folgendermassen :
Vorerst wird zum eigentlichen Blutaustausch eine gründliche Entlüftung des Gerätes vorgenommen, welche vor der Einführung des Schlauches in die Umbilikalvene erfolgt. Die Einstellung der einzelnen Arbeitslagen durch den Hebel L ist in den Fig. 3-11 veranschaulicht und nachstehend beschrieben :
Fig. 3 Lage EX-Absaugen des Blutes aus dem Kreislauf des Kindes. In der Lage EX des Konus L ist die Nabelader des Kindes über den Schlauch U, den Kanal EX, radialen Kanal Rl und den vorderen axialen Kanal A mit der Kammer a der Pumpe V verbunden. Auf diesem Weg wird der Blutdruck von zirka 50 mm H20 in die Kammer a übertragen und drückt auf den Kolben d in der Richtung vom Gerät nach unten, ohne dass jedoch dieser niedrige Druck fähig ist, allein den Kolben zu verschieben.
Die Verschiebung wird durch den Saugunterdruck im Schlauch C bewirkt, der durch den Kanal 0, den axialen Kanal Rg, den Längskanal SO, den radialen Kanal Rw den hinteren axialen Kanäle'und den Schlauch B
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in die Kammer b der Pumpe übertragen wird, wo er auf den Kolben d einwirkt. Dieser Saugunterdruck summiert sich in seiner Wirkung mit dem Druck in der Kammer a, so dass der wirksame Druck zirka 850 mm H20 beträgt.
Fig. 4 Lage 0-Entleerung der Kammer a der Pumpe in das Abfallgefäss Z. In der Konuslage,, 0" entsteht im Schlauch C ein Saugunterdruck, der durch den radialen Kanal und den vorderen axialen Kanal A in die Kammer a der Pumpe übertragen wird, wo die Bewegung des Kolbens d in der Richtung zum Gerät wirkt. Dieser Unterdruck hat einen Wert 880 mm H2O. In der Konuslage 0 wird das Gefäss F, mit der Kammer b der Pumpe verbunden, so dass ein Druck von 1000 mm H20 durch die Kanäle FT, SF, den radialen Kanal R9, den axialen Kanal A'und den Schlauch B in die Kammer b der Pumpe
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Ausführung K des Hahngehäuses über den radialen Kanal RI und über den axialen Kanal A in die Kammer a der Pumpe.
Der Kolben d der Pumpe wird dadurch in der Richtung vom Gerät nach unten gedrückt. In der gleichlautenden Richtung wird der Kolben d durch den Saugunterdruck von zirka 800 mm H20 getrieben, welcher im Schlauch C entsteht und durch den radialen Kanal 2 ? g, den Längskanal SO, den radialen Kanal R2, den axialen hinteren Kanal A'und den Schlauch B in die Kammer b der Pumpe übertragen wird.
Das Entweichen der physiologischen Flüssigkeit aus der Kammer b in das Gefäss Z erfolgt nach Massgabe der Füllung der Kammer a. Nachdem Druck und Sog die Bewegung des Kolbens d in der gleichen Richtung bewirken, ist der wirksame Druck gleich der Summe der Werte von Druck und Sog, d. i.
1800 mm H2O.
Fig. 6 Lage IN - Einfüllung des gespendeten Blutes in den Kreislauf des Kindes. In der Konuslage IN ist die Nabelader des Kindes über den Schlauch U, die Leitung EX, den radialen Kanal RI und den vorderen axialen Kanal A mit der Kammer a der Pumpe verbunden. Hieher wird der Blutdruck vom Kreislauf des Kindes ungefähr 50 mm H20 übertragen und wirkt auf den Kolben d in der Richtung vom Gerät. Dieser Druck kann jedoch den Kolben nicht verschieben, weil in der Gegenrichtung der Druck in der Kammer b auf den Kolben d einwirkt.
Dieser Druck von 1000 mm H20 wird vom Gefäss F durch die Leitung FT, den Längskanal SF, den radialen Kanal R7, den hinteren axialen Kanal A', und den Schlauch B in die Kammer b der Spritze übertragen, wo er die Verschiebung des Kolbens in der Richtung zum Gerät bewirkt. Wenn der Gegendruck in der Kammer a abgezogen wird, so wird die Kammer a mit einem wirksamen Druck von 950 mm H20 entleert.
Fig. 7 Lage FT-Füllung des Druckmessers mit physiologischer Lösung. In der Konuslage FT
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verbunden, aus welchem freifallend die physiologische Lösung in den Druckmesser abfliesst. Der Kolben d wird, in welcher Lage auch immer er sich befindet, blockiert, da die Kammer b der Pumpe mit keinem der radialen Kanäle der Ebene 3 oder 4 in Verbindung steht und dadurch auch nicht mit dem Gefäss F oder Z ; unter diesen Umständen kann in der Kammer b der Pumpe weder ein Überdruck noch ein Unterdruck entstehen, der den Kolben in der einen oder andern Richtung bewegen könnte. Die gleichen Verhältnisse treten in den Lagen T und X des Hahnkonus ein.
Fig. 8 Lage T - Messung des Blutdruckes des Patienten. In der Konuslage T ist der Druckmesser über den radialen Kanal Ri und den radialen Kanal R5, die Ausführung EX und den Schlauch U mit dem Kreislauf des Kindes verbunden. Bei diesem Vorgang sinkt das Niveau der physiologischen Lösung im Manometer, der Blutdruck wird angezeigt und dabei das Blut aus dem Gerät herausgedrückt.
Fig. 9 Lage FS-Füllen der Kammer a der Pumpe mit physiologischer Lösung. Der Vorgang ist der gleiche wie in der Lage K, wenn die Kammer a mit dem gespendeten Blut gefüllt wird. Auch die Drücke sind die gleichen.
Fig. 10 Lage Xl - Die Kammer a und b der Pumpe ist vom Druck- und Saugsystem abgetrennt, so dass der Kolben der Pumpe blockiert ist.
Fig. 11 Lage X2 - Die Kammer b der Pumpe ist vom Druck- und Saugkanalsystem abgetrennt, der Kolben ist blockiert.
Mit dem Gerät kann dem Patienten in einem Zyklus 10 ml Blut abgenommen und zugeführt werden ; wiederholt sich dieser Zyklus 80mal, so kann man während 40-60 min bei einem normal entwickelten Säugling einen dreifachen Blutaustausch erreichen.