<Desc/Clms Page number 1>
Vorrichtung zur Druckversorgung ventilgesteuerter Kreislaufpumpen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, welche unter Verwendung mehrerer Steuerventile und mehrerer Arbeitsdrücke die Einstellung eines bestimmten Energieverlaufes des Arbeitsimpulses einer ventilgesteuerten Kreislaufpumpe ermöglicht.
Der Vorteil ventilgesteuerter Kreislaufpumpen liegt vor allem in der Einfachheit der Energieversorgung. Dem Prinzip nach gelangt Gas oder Flüssigkeit über ein Ventil, meist ein Elektromagnetventil, in eine dehnbare Kammer (Pumpkammer), die durch ihre druckbedingte Ausdehnung das in der Umgebung befindliche Blut weiterschiebt. Gegenüber andern Kreislaufpumpen, welche mechanisch betrieben werden, hat die elektrisch gesteuerte Pumpe den Vorteil, dass auch ein aperiodischer Betrieb möglich ist. Ventilgesteuerte Pumpen können zur Aufrechterhaltung der Blutzirkulation parallel oder in Serie zum rechten oder linken Herzen geschaltet werden. Bei Serienschaltungen ist jedoch nur ein mit der Herzaktion synchronisierter Betrieb möglich (E. Wolner, H.
Thoma, et al. :"Assistierte Zirkulation mit Hilfe einer intraaortalen Ballonpumpe" ; Langenbecks Arch.
Chir. 326, S. 72 bis 82,1969).
Der wesentliche Nachteil ventilgesteuerter Kreislaufpumpen liegt darin, dass das Elektromagnetventil nur die Zustände "Ein" oder "Aus" ermöglicht und somit keine Modulation der Arbeitsphase möglich ist. Bei einer erfindungsgemässen Vorrichtung wird dieser Nachteil dadurch behoben, dass unter Verwendung mehrerer Ventile, die in bestimmter Reihenfolge gesteuert werden, und unter Verwendung verschiedener Arbeitsdrücke, ein nahezu beliebiger Energieverlauf des Arbeitsimpulses eingestellt werden kann. Meist genügt es, den Beginn der Arbeitsimpulse mit einem kurzen, aber hohen Druckstoss einzuleiten und dann über ein weiteres Ventil die Arbeitsphase mit einem geringen Überdruck zu beenden. In der Ruhepause wird die Kammer meist mit Hilfe eines unter dem Atmosphärendruck liegenden Druckes entlüftet.
Fig. l zeigt das Prinzip einer beispielsweisen Ausführungsform. Es bedeutet --C-- die Hochdruckleitung des Zweiweg-Magnetventils--A--,-D--den Niederdruckanschluss des Haltedruckventils-B--,--E--symbolisiert den Entlüftungsanschluss der Pumpkammer. Diese Druckversorgung ist für die Kreislaufförderung höchst effektiv und schont ausserdem die empfindliche Druckkammer, da der hohe Druck nur kurze Zeit besteht und lange bevor die Spitze der Druckwelle die Kammer erreicht, abgeschaltet wird. In Verbindung mit einer Einrichtung zur Messung der Bewegung der Druckkammer, eine solche Messung kann beispielsweise nach dem photoelektrischen Prinzip durchgeführt werden, ist auch eine automatische Regelung der Kammerbewegung möglich. Mit Hilfe verschiedener Ventile kann ein gewünschter Bewegungsablauf regeltechnisch hergestellt werden.
So kann beispielsweise die Dauer des Hochdruckimpulses bei der Druckversorgung nach Fig. l derart geregelt werden, dass bei Erreichen einer bestimmten Stellung der Kammer ein elektrischer Impuls ausgelöst wird, welcher das Hochdruckventil schliesst. Damit wird eine Überdehnung der Kammer automatisch vermieden.
Fig. 3 zeigt an Hand von Diagrammen den positiven Effekt beim Pumpen mittels Start-und Haltedruckes. Fig. 2 zeigt parallel dazu die Situation bei der üblichen Pumpart. Das Beispiel bezieht sich auf die Gegenpulsation mit Hilfe der intraaortalen Ballonsonde, welche in Serie zum Linksherz arbeitet
<Desc/Clms Page number 2>
(Moulopoulos S. D., et al. :"Diastolic Balloon Pumping in the Aorta" ; Amer. Heart Journal 63 669, 1962). Es bedeuten in Fig. 2 und 3 :--G--das Elektrokardiogramm in zeitlicher Darstellung.-H-- den vom EKG ausgelösten Triggerimpuls.--J--die elektrischen Impulse--M bzw. N--der Magnetventile.--K--den Verlauf der radialen Ballonbewegung und--L--den Aortendruckverlauf.
Der strichliert eingezeichnete Druckverlauf in--L--zeigt die normale Druckkurve ohne Gegenpulsation. Die Ballonbewegung, welche den Effekt der Pumpe bewirkt, ist charakterisiert durch die Kenngrössen--0, P und Q--. Beim Vergleich der beiden Diagramme sieht man, dass bei der Doppeldruck-Methode in Fig. 3 die Anstiegsverzögerung--0--und die Abfallverzögerung-Q-- verkleinert wird, während die Anstiegsgeschwindigkeit Tangens--P--stark zugenommen hat. Dies bedeutet einerseits eine wesentlich trägheitslosere Steuerung, da beim Kollabieren des Ballons kein überschüssiger Druck abgesaugt werden muss, anderseits eine Erhöhung der Pumpkraft, welche durch die Anstiegsgeschwindigkeit Tangens--P--gegeben ist.
Der Druckverlauf--L--steigt während der Diastole (Erschlaffung) des Herzens in Fig. 3 deshalb wesentlich höher als in Fig. 2. Auf'Grund der weitgehend trägheitslosen Steuerungsmöglichkeit bei der Doppeldruck-Methode kann, wie Fig. 3 zeigt, der elektrische Haltedruckimpuls--M--bis zum Eintreffen der nächsten Herzaktion verlängert werden. Dadurch aber ist eine "aktuelle" Steuerung möglich, d. h., das Pumpende ist vom nächsten Herzschlag abhängig und fällt mit diesem exakt zusammen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zur Energieversorgung ventilgesteuerter Kreislaufpumpen, bei denen die mit einer dehnbaren Membran versehene Kammer der Pumpe über Steuerventile an Druckquellen angeschlossen
EMI2.1
und einem Ausgang so hintereinander geschaltet sind, dass an einem Eingang des folgenden Ventils der Ausgang des vorangehenden liegt und die freien Eingänge eines jeden Ventils an je eine Druckquelle (C, D, E) mit einem bestimmten Druckwert angeschlossen sind, wobei der Ausgang des letzten Ventils (A) mit der Kammer (F) verbunden ist und in der Ruhestellung des Pumpsystems der zweite Eingang des ersten Ventils (B) zur Entlüftung der Kammer offen ist.
EMI2.2