DE10053661A1 - Vollimplantierbares Organ-Unterstützungssystem - Google Patents
Vollimplantierbares Organ-UnterstützungssystemInfo
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Abstract
In menschliche oder tierische Körper vollständig implantierbares, leicht wiederverwendbares Organ-Unterstützungssystem mit Energieversorgung und -umsetzung und vielfacher, auch Blutkreislauf-überbrückender, lebenserhaltender Organ-Hilfsfunktion und zusätzlichen, para- oder extrakorporalen, am oder neben dem Patientenkörper angeordneten Geräten mit Zusatzfunktion dafür, wie einem primären Elektro-, Druckluft-, Wärmeenergiemaschienen-Antrieb oder Handbetrieb, Energiespeicher und Energieumsetzer, z. B. für eine vollimplantierbare Herz-Lungenmaschine (I-CPB, "TIHL"), deren Bauteile auch sowohl für ein einfaches Herzkammer-Unterstützungssystem (VAS/VAD) oder IVOX oder für eine vollimplantierbare Blutpumpe (TIAH), alo ein "echtes" Kunstherz, und dies zusätzlich sogar mit Lungenfunktion, eingesetzt werden, und diese z. B. in baulicher Einheit mit z. B. vollimplantierbarem Leber-Ersatz-Oran und Hybrid-Niere bzw. Dialysator, Pankreas-, Inselzellen-Ersatz-Organ betrieben wird, sowie neue Antriebe, einschließlich miniaturisiertem Kraftwerk, und der Nutzung für ein minimiertes Sicherheits-Ein-Mann-Fluggerät damit, unter Nutzung erneuerbarer Energien, Werkzeuge, Elektronik, Rechner, Programme, Vorrichtungen und Verfahren für deren Herstellung, Prüfung, Aufarbeitung, Einlauf der Einzelteile sowie der Geräte (auch für med. Alltagseinsatz einschließlich der wissenschaftlichen, Computer-integrierten Behandlung des Patienten unter besonderer Berücksichtigung der vollimplantierbaren, ...
Description
Die erfindungsgemäße Konstruktion ist ein intelligentes, weil
sicher lebenserhaltendes, vollständig in den Patientenkörper
implantierbares, vielfaches Organ-Unterstützungssystem
mit seiner Energieerzeugung und Umsetzung und vielen, zur
Serienherstellung, Verwendung und Wartung einschließlich
der zum Verständnis der technischen Löungen und ihrer
bestimmungsgemäßen Förderung, Weiterentwicklung und Einsatz
notwendig erscheinenden wissenschaftlichen medizinischen
Grundlagen, so wie z. B. die grundsätzliche Definition der
dabei nützlich ergänzenden Computer-integrierten Medizin
("JM-CiMed) am Beispiel einer möglichen Therapie der
häufigen Herzschwäche. Zum besseren Verständnis: Herzschwäche,
also eine verminderte Pumpleistung des Herzens, die eine,
sich im Sinne eines Teufelskreises selbstverstärkende Tendenz
als Infarktfolge mit Arrhythmien und Gerinnselbildung zeigt,
kann auch die wiederum sich selbst verstärkende, verminderte
Funktion anderer Organe zur Folge haben. Die verminderte
Durchblutung(Ischämie) der Gewebe führt z. B. zur Anstauung von
Stoffwechselprodukten, zur Mangelernährung der Gewebe und
auch zum Absterben (Gewebenekrose beim Herzinfarkt). Oft bleiben
nicht wieder rückgängig zu machende Schäden selbst nach Eröffnung
(z. B. PTCA) oder Überbrückung(Bypass) der zuführenden Blutgefäße
zurück. Ca. 250 000 Herzinfarkte reduzieren jedes Jahr drastisch
die Lebenserwartung allein in Deutschland, schädigen Bürger,
davon sind ca. 70 000 vielleicht mit einer angemessenen Therapie
rettbar. Die ca. zweitausend Herztransplantate erscheinen hierbei
etwas zu niedrig . . .. Die Zahl der potentiellen Spender wird sich
auch aufgrund der Anstrengungen des Erfinders, das Lebensrisiko
des Bürger auf vielen Gebieten zu senken, normalerweise wohl
kaum erhöhen. Viele andere der ca. 500 000 Toten in Deutschland
sterben aufgrund von anderem "Organversagen", bedingt z. B. durch
Krebs. Die Zahl der Transplantate ist nur bei den Nieren etwas
näher am tatsächlichen(sonst sehr beschränkende Indikation) Bedarf.
Tiertransplantate (je nach momentaner Rechtslage genetisch angepasst)
stellen eine mögliche Langzeit Lösung dar, so wie auch das Tierblut.
Sie können auch integriertes Bestandteil eines Gerätes ihrem eigenem
Blutkreislauf als Hybrid-Organ in einem Organ- Behälter (OB) sein
("Plazentarer, Mutterkuchen-Kreislauf" mit einem eigenen, von einer
Membran getrennten Blutkreislauf, ähnlich wie ein Kind im Mutterleib),
und schnell auswechselbar sein. Was in DE 196 22 184 für ein
extrakorporales Gerät gezeigt wurde ist jetzt parakorporal oder
sogar implantierbar weiterentwickelt.
Die diesbezüglich krankhaft erscheinende Mythologisierung der
Organe muss nun endlich einer logischeren, wissenschaftlichen
Diskussion weichen, so wie früher bei Allo-Transplantaten auch
schon. Das Ziel kann nur die Wiederherstellung eines bestmöglichen
Stoffwechsels durch günstige Durchblutung und Organfunktion sein.
Grundlage für das implantierbare erfindungsgemäße System ist z. B.
das erste echte Kunstherz (Patente DE 38 25 086, DE 38 44 375 Tests),
und das extrakorporale Gerät zur lebenserhaltenden Perfusion
vielfachen Organunterstützung das, außerhalb des Körpers
befindlich, natürlich die Bewegungsfreiheit und die Regenerations-
und Rehabilitationsmöglichkeiten stark beschränkte. Eine
einfache Miniaturisierung reicht hier natürlich nicht aus.
Es wurde vielmehr ein Modulsystem geschaffen, dessen Baugruppen
mit ihren Bauteilen sich ergänzen, was nicht nur die Lagerhaltung
verbilligt: Vom klassischen, handelsüblichen EVAD, einem allein
noch nicht lebenserhaltenden Herzkammer-Unterstützungsgerät,
(engl. Electromechanical Ventricular-Assist-Device/System)
das das Blut von einer Herzkammer in Lunge bzw. Aorta entlastend
pumpt, und oft fälschlicherweise schon als "Kunstherz" bezeichnet
wird, und das doppelt als "BiVAD" (engl. Biventricular-Assist-
Device) über das "TiAH" (engl. Totally implantable Artificial
Heart), die vollimplantierbare Blutpumpe, anstelle des Herzens
als "echtes Kunstherz" eingesetzt, und diese alle mit zusätzlichen
Organfunktionen, z. B. zu einer implantierbaren Herz-Lungenmaschine
(ICPB, Fig. 2) kombiniert, die als Unterstützungssystem im Kardio
pulmonalen Bypass, ähnlich handelsüblichen extrakorporalen Geräte den
kleinen, den Lungenkreisl auf des Körpers, hier heilungsfördernd im
(Unter-) Bauchraum zwischen unterer Hohlvene und Aorta sowohl
gasaustauschend als auch pumpend überbrückt. Grundsätzlich ist
dieses Gerät aus DGBM 295 09 541 des Anmelders bekannt. Nicht aber
in den erfindungsgemäßen Ausführungen. Eine andere Ausführung
sieht den vollständigen Ersatz von Herz und Lunge durch ein
erweitertes "TIAH-IVOX" (Fig. 3) - Kunstherz mit Lungen- und weiteren
Organfunktionen, einschließlich der Energieerzeugung vor,
und dies alles vollimplantierbar, im Brustkorb des Patienten, wobei
der Brustkorb in diesem Fall noch die dann vermindert beanspruchten
z. B. komprimierten Lungenflügel enthalten kann, oder sogn.
orthotopisch, auch das zu regenerierende, so entlastete
natürliche Herz mit einem Lungenflügel z. B. Der eigentliche
Antrieb der pumpenden Blutbeutel(BB1, BB2 einer Funktionseinheit
99 in Fig. 5-10 z. B.) von einem, sich innerhalb der Ringkörper
förmigen Blutbeutel(BB1,2) hin und her bewegenden Formstempel(FS)
und davon bewirkter, abwechselnder O-förmiger Vergrösserung des einen,
bzw. S-förmiger komprimierter Verkleinerung des Querschnittes
des anderen Blutbeutels, wird, wie in DE 38 25 086 z. B.
elektromechanisch über ein die Drehbewegung in eine horizontal
alternierend translatorische Verschiebung wandelndes Nutenwellen-
Getriebe umgesetzt. Der Motor treibt auch die Regelmechanik
zur Regelung der Schlag-Minutenvolumina (Fördervolumen) z. B.
nach DE 38 44 375 und dies z. B. entsprechend den Herzgesetzen
der Physiologie. Hierdurch wird oftmals, zusammen mit geeigneten
bekannten anderen, z. B. chirurgischen Massnahmen, wie dem Ersatz der
Herzgefässe, Herzklappen, Herzmuskel- und reizleitender Gewebe,
sogar die Intrakorporale Regeneration möglich, was statistische
Daten der Erfahrungen mit "EVAD"-Geräten eindrucksvoll bestätigen,
bei denen ja sogar das zu regenerierende Organ oft noch zusätzlich
belastet wurde. Dies wurde z. B. für die dilatative Kardiomyopathie
einer krankhaften Erweiterung des Herzmuskels etwa, gezeigt, die
sich durch Entlastung zurückbildete. Die Blutpumpe soll möglichst
blutschonend sein, soll die mechanische Hämolyse(Blutzell-Zerstörung)
möglichst gering halten (s. DE 38 25 086, oder DE 36 02 727 Anm.)
wozu auch eine besonders gute Blutverträglichkeit durch Material
und strömungsgünstige Gestaltung der Blutbeutel (BB1,2), und natürlich
des gasaustauschenden Gewebes (GG) darin gehört, das aber anderer
seits auch eine möglichst grosse Oberfläche den sonst vorbei
fliessenden roten Blutkörperchen für den Austausch Kohlendioxid gegen
Sauerstoff mit möglichst hoher Sauerstoffsättigung bieten muß.
Hier wurde z. B. ein gestricktes Gewebe (GG) aus handelsüblichen
oder selbst konstruierten Fasern, z. B. Hohlfasern, eingesetzt
die eine Membranfunktion wie die Wände der Blutbeutel (BB1,2)
besitzen, und zusätzlich gerinnungshemmende Substanzen
und andere Medikamente dem gepumpten Blut zuführen,
bzw., andere die Luft und Wasser ebenfalls über Poren absaugen.
Dieses Gewebe kann auch für andere Zwecke, direkt im
Blutgefäss, z. B. der Hohlvenet (v. cava) zum Einsatz kommen
und ist bei plötzlichem akutem Atemstillstand lebensrettend
als IVOX, als Intravenöser Oxigenator, eine einschiebare
künstliche Lunge oder sogar mit zusätzlicher Pumpwirkung
im überbrückenden extrakorporalen Kreislauf (CPB) als
kardiopulmonaler Bypass mit oder ohne zusätzlichen
ECLS, einem extrakorporalen Lungen-Unterstützungsgerät
wie ECMO, einem klassischen extrakorporalen Membranoxigenator
mit "Herz-Lungenmaschinen"-Funktion bekannt, was auch zur
Ausrüstung des damit auszustattenden NAW (Notarztwagen)
und RTH (Rettungstransporthubschraubers) als ITH, einem
Intensivtransporthubschrauber für eine effizientere
Notfallversorgung zusätzlich zu Defibrillator und externem
Schrittmacher und mechanischer Überdruckbeatmung gehören
sollte. Wobei auch hier noch einmal die vorteilhafte
Wirkung auch der einfachen, manuellen Herz-Lungen-
Wiederbelebung mit Atemspende und Herzmassage bis zum
Einsatz eines effizienten Gerätes betont werden sollte.
Die hohe Sterblichkeit von ca. 7000 Patienten "in den
Armen" des Erstversorgung leistenden Arztes (Herz- Kreislauf-
Versagen) kann vielleicht so mit Laienhilfe gesenkt werden.
Und, auch die Sterblichkeit der Patienten mit stark
ausgeprägter Herzschwäche (NYHA Stadien III-IV mit z. B.
Bettlägerigkeit, bzw. sich stark verschlechtender Herzleistung)
von 30-50%/Jahr ca., könnte wohl mit geeigneten Geräten
(vom Schrittmacher bis zur umfangreichen Unterstützung)
gesenkt werden.
Die erfindungsgemäßen Geräte sollen natürlich auch zur
lokalen Gewebsperfusion also der gezielten, besonderen
Durchblutung mit Medikamenten, oder sogar mit physikalisch
(thermisch, Sauerstoff z. B.) aufbereitetem Blut und
auch eine Schadstoff- senkende Drainage eingesetzt
werden. Besondere Katheter und Verfahren sind beispielhaft
in DE 196 22 184 oder DGBM 295 11 139 benannt und dies eben
auch hiermit implantierbar oder parakorporal tragbar.
Gekoppelte Kreisläufe sind nicht nur von "siamesischen
Zwillingen" bekannt, - und auch die erstaunliche
Anpassungsfähigkeit der Kreislaufsysteme, z. B. nach deren
Trennung, sondern auch von Giraffen, mit ihrem "Herz im Hals",
was auch bei Ziegen erfolgreich versucht wurde. Zudem gibt es
ja den CPB, den Kardiopulmonalen Bypass, mit der
extrakorporalen Herz-Lungenmaschine für Kreislauf-gefährdende
Operationen, wie die Operationen am offenen Herzen, wobei
gewisse Operateure manchmal wieder zur "inflow-occlusion"
also zur Arbeit ohne Herz-Lungenmaschine am schlagenden
Herz neigen, wobei eine Herz-Lungenmaschine hoffentlich
für Komplikationen bereit ist.
Die erfindungsgemässe umfassende Steuerung und Regelung
der Blutpumpen umfasst eine die Sicherheit steigernde,
und zumindest für ein derartiges Gerät einmalige, allumfassende
ununterbrochene physikalische und auch, eingeschränkt,
chemische Überwachung mittels eingebauter Kontrolleinrichtung.
Nur primitivste Einzeller und andere, niedere Tiere erlauben
sich "Körperfunktionen" mit begrenzter, oder gar ohne
koordinierte Überwachung der "Peripherie", z. B. ihrer
Körperteile. Schäden und, schädliche Einflüsse werden dann
nicht erkannt, eine "Schonhaltung" oder andere Kompensation
zum Ausgleich oder zur Heilung von Defekten oder zumindest
zur Schadensbegrenzung ist in der Technik sonst bisher
kaum bekannt. Selbst als High-Tech-Geräte bezeichnete
Flugzeuge zeichnen sich durch eine eher dürftige Kontrolle
ihres Ist-Zustandes aus. Schon als niedere Wirbeltiere hätten
wir philosophisch einen Anspruch auf eine, dem eigenen
Nervensystem entsprechende, ständige Sicherheits-Kontrolle
der Geräte, die wir gleichsam als "Prothesen" unseres
Bewegungsapparates benutzen (wie z. B. Autos). Das
gilt natürlich vermehrt für die lebenswichtigen Funktionen
und, die Geräte zur Aufrechterhaltung derselben. Die Realität,
der Stand der Technik sehen anders aus: Es werden nur
relativ wenige, wirklich unverzichtbare Daten erfasst, und
bei Abweichung von relativ starren Sollwerten alarmierend
angezeigt. Die erfindungsgemäße Konstruktion beschreitet
hier neue Wege. Im Rahmen der "Computer-integrierten
Medizin" ("CiMed") ist eine integrative, einbeziehende
ununterbrochene Gesamtübersicht über Patienten und Geräte
vorgesehen. Dies betrifft sowohl den Ist-Zustand (Patient,
Gerät), als auch den vermutlichen weiteren Verlauf und den
Vergleich mit Therapie-Zielen, bzw. z. B. Nachfüllen von
Druckluft, (dest.) Wasser, Medikamenten, und Brenn- und
Schmierstoffen, und die Einhaltung von Wartungsintervallen
und das Festsetzen von Reparaturen und schonenden
Betriebszuständen bis dahin. Das alles gilt für direkt
Patienten-gebundene Größen und deren Werte (Patient mit
Blutpumpe z. B.), sowie für Patienten-fremde Daten, wie
die Werte von Messgrössen des Antriebsaggregates. Es findet
also eine (quasi-) stetige Überwachung bis zum
Auftreten von Störungen statt, wozu natürlich auch
subjektive Befindlichkeitsstörungen des Patienten gehören,
die dieser dem Computer mit bekannten Mitteln übermittelt.
Dies gilt auch für die Werte "Dritter" die die Funktionen,
wie externer Schrittmacher, Defibrillator, Phonokardiogramm
z. B., im "Partnermodus" nutzen. Der Rechner schaltet hierfür
dann z. B. quasistetig zwischen den beiden Patienten hin und
her, wobei eine Vorrangschaltung schwere Befindlichkeits
störungen des Trägers umschaltbar natürlich zuerst berück
sichtigt. Störungen, als einer Abweichung der Ist-Werte von
(hochgerechneten) Toleranzen von Soll-Kennfeldern bewirken
dann den Beginn einer Diagnose unter Nutzung der Patienten
daten, auch der Krankengeschichte, der Gerätedaten und
deren wichtiger Abhängigkeit voneinanderer, sowie weiterer
auch vom Gerät abzufragender Daten, die, wie sportliche
Höchstleistung, oder besondere psychische Belastung, zur
Vermeidung ärgerlicher Fehlalarme, über Signale bestimmter
Bedienungseinrichtungen für ein "größeres Toleranzfeld"
z. B., auch vorsorglich eingegeben werden. Hierdurch können
auch Fehlalarm-auslösende, dennoch physiologische, weil
gewollte Widersprüche, wie höchste körperliche Belastung
im "Ruhezustand" mit fast ausschliesslich isotonischer
Belastung des Körpers (z. B. wie normale sexuelle Tätigkeit)
nicht etwa, psychisch unmöglich, als Alarm-pflichtiger
Krankheitszustand fehlgedeutet werden. Andererseits bedeutet
natürlich das stundenlange Fortsetzen der Nachtruhe am Tag
auch ohne auffällige sonstige Daten vielleicht den Eintritt
einer schweren Erkrankung, vielleicht mit Verlust des
Bewußtseins. Der Hersteller und der Patient müssen entscheiden
wie weitgehend eine Überwachung der Daten, auch durch Dritte
erwünscht. Zusätzliche Sicherheit bedeutet natürlich häufiger
Störung mit Alarm-Meldung, wobei zumindest zu Anfang natürlich
die Privatsphäre gewahrt bleibt. Nach unwidersprochener
Alarmmeldung werden Gegenmaßnahmen gegen die Störung (des
Gerätes oder Befindens) eingeleitet, wozu erst einmal die
Einleitung von Sofortmassnahmen zur Vermeidung von Folgeschäden
und lebensbedrohlicher Zustände gehört: Die Therapie bzw.
Geräte-bezogen, die Reparatur beginnt. Der fundamentale
Unterschied zwischen Reparatur und medizinischer Therapie
ist eben nicht nur moralisch-ethisch darin begündet, daß die
Therapie des Menschen, im Gegensatz zum Wirtschaftlichkeits
prinzip der Tiermedizin, eigentlich keine (finanziellen) Grenzen
kennen darf. Das menschliche Leben hat Vorrang! Die erfindungs
gemäße Konstruktion hilft hier, durch weitestgehende Mobili
sierung des Patienten dessen Selbstständigkeit möglichst zu
erhalten. Die verbesserte Durchblutung und Organfunktion
hilft zudem die normale Körperfunktion der Gewebsregeneration,
die ständig, und meist unauffällig unseren Körper heilt
(Phänomenale Selbstheilungs-Fähigkeit im Gegensatz zur
Reparatur) schneller ablaufen zu lassen. Da der Zelltod
jedoch überwiegt, und sich die Hirnzellen überhaupt nicht
zu vermehren scheinen (nur neue, kompensatorische, ausgleichende
Vernetzung"), was man als "natürliche Alterung" bis zu einer
gewissen Grenze, einer Reizschwelle, die mit zunehmender
Lebenserwartung jedoch immer niedriger liegt, hinnahm
bedarf es, zusätzlich zu der maschinellen Unterstützung
der Körperfunktionen, eines Gewebsersatzes z. B. mit den
genetisch angepassten Tiertransplantaten. Forschungsarbeiten
suggerieren jedoch auch die Verwendbarkeit von (gezüchteten)
eigenen Stammzellen, deren lokales, Risiko-vermindertes
Einwachsen durch eine getrennte Perfusion mit der Zusatz-
Hilfs-Blutpumpe ( ) der erfindungsgemäßen Konstruktion z. B.,
oder stationär, in der Klinik, mit Geräten nach DE 199 22 184
gestützt (vermehrte Zuführung von Nährstoffen und Medikamenten,
absaugen von Schadstoffen) erfolgt. Die Überprüfung des
Erfolgs einer Regeneration kann auch Teil der Behandlung sein.
Gedacht ist an das angekündigte Abschalten der Unterstützungs-
Geräte, auch als Teil der Rehabilitationsmassnahmen, die wegen
der früheren Mobilisierung des Patienten bei dessen kürzerer
Hospitalisierung früher einsetzen kann (wofür natürlich
bei Transplantationen z. B., häufiger zwischen Klinik und
anregender Rehabilitation woanders gewechselt werden muss).
Ein Beispiel der Möglichkeiten der Computer-integrierten
Medizin wird mit der Therapie der Herzerkrankungen an Hand
eines für die Datenverarbeitung (Informationstechnik) typischen
Datenflussschemas gegeben. Das soll nicht etwa ein Ersatz
für die einschlägige, erweiterungsfähige heutige Schulbuch-
Medizin sein, sondern nur ein etwas mehr Praxis-bezogenes,
qualifiziertes Beispiel für die unglaublichen Möglichkeiten
solcher Geräte. Ein Monitor stellt drahtlos, oder mit dem
Körper des Patienten verbunden die Werte und oder Funktionen
dar, was auch von einem Sprachausgabe-Modul beschrieben
wird. Dies sind an sich Blutkreislauf-fremde Geräte, die
z. B. extrakorporal, parakorporal getragen werden, z. B.
am Gürtel, um den Bauch, oder auf den Schultern, z. B. als
Rucksack. Hierzu gehört auch, zusätzlich zu den Überwachungs-
Geräten, die Antriebseinrichtung mit Geräten zur Energie-
Erzeugung aus recenten Brennstoffen, z. B. aus Speiseöl, oder
aus Butter, bzw. Sahne auch in z. B. alkoholisch veresterter
Form. Die Naßläufer-Schmierung mit Wasser mit Notlauf-
und Anti-Verseifungs-Additiven wird zu Vermeidung schädlicher
Verbrennungs-Rückstände und unmöglicher Gerüche, Geräusche
(Tauglichkeit für Opern-Besuch!), und, s. "JM-Diesel" DE
37 15 750 u. A. zur Vergleichmässigung der Verbrennung an
sich vorgezogen. Eine vielseitige Nutzung des auch sonst
nicht billigen Miniatur-Kraftwerkes (MK), das aus dem
recenten Brennstoff nicht nur Pressluft und Strom mit einer
besonderen Gasturbine, sondern auch, als
Strahlturbine einen Schub als Rückstoß-Impuls oder
Heizungs-Wärme erzeugt, ist vorgesehen. Tragbar ist dieses
Miniatur-Kraftwerk (MK) außer zur schnellen Aufladung der
Druckluft-Speicher des z. B. Kunstherz-Antriebs, sogar
für Luft-, Straßen-, Wasserfahrzeuge als (Zusatz-) Antrieb
z. B. mit Pressluft oder elektrischem Strom geeignet.
Die "Behinderung" durch das Gerät wird dadurch relativiert,
daß es sogar das leicht erweiterbare Ein-Mann-Flugerät "im
Rucksack" sein kann (Hierzu andere Patente, wie auch zur
Nutzung eines solchen, aber ortsfesten Gerätes mit anderen
Energiespeichern zur häuslichen dezentralen Energieversorgung
(vgl. DE 39 01 430). Wichtig ist außer den genannten
Eigenschaften geringer Geruch und ungiftiger Brennstoffe
auch die Erzielung eines guten Laufverhaltens(geringe
Vibration, guter Kräfte- und Massenausgleich möglichst
kleiner Teile). Zudem ist eine hohe Funktionssicherheit
anzustreben, bei der ein drohender Ausfall schon viele
Betriebsstunden vorher merkbar wird. Auch die ersten
Modelle des Kunstherzens(DE 38 25 086) begeisterten im
Probelauf. Ein etwas geringerer Wirkungsgrad als theoretisch
heute üblich, wäre in Kauf zu nehmen, aber nur, weil,
trotz geringen Gewichtes, fast "unbegrenzte", allen
ausreichende Leistung, und dadurch allerdings auch sehr
reduzierte Lebensdauer des Antriebs, auf "Knopfdruck"
bereitstehen. Der Motor ist ein Kreiskolben- oder Ring
zylindermotor (z. B. des Wankeltyps oder nach DE 38 02 836)
mit dem konstruktiv-bedingten, bekannt guten Laufverhalten
und der hohen Betriebssicherheit(also Zuverlässigkeit),
die eben nicht mit der absoluten Haltbarkeit verwechselt
werden darf, die bei derlei Geräten zugunsten des Gewichtes
auch, relativ gering sein darf (Fig. 17-20).
Die Naßläufer-Blutpumpe mit ihren, wechselweise
gefüllten und entleerten, dadurch Volumen- und damit
Massenkräfte und Momente verringernden Blutbeuteln
(B1,2) jeder Funktionseinheit (z. B. 99) ist grundsätz
lich aus DE 35 02 727 bekannt. Eine Ausführung als
implantierbare Herz-Lungenmaschine (JM-PulmoCor) ist
aus DGBM 295 09 541 bekannt. Diese erfindungsgemäße
Konstruktion geht mit ihren Ausführungen näher auf
Gasaustausch, Antrieb mit weiteren Verwendungsmöglich
keiten, künstliche Herzklappen, weniger vielseitige,
aber kleinere und damit implantierbare Organ-Untarstützung,
ein allumfassende, im Gegensatz zu DE 195 22 184 zwar
weniger vielseitige aber kleinere und damit implantierbare
Organ-Unterstützung, und die damit mögliche Computer
integrierte Medizin ("JM-CiMed") ein. Dazu gehört auch ein
besonderes System kleiner optoelektronischer Fühler für
Vibration, Druck, Temperatur, Elektr.-Strom- und Flüssigkeits
stromerfassung und chemische Größen, und deren Werte wie die
der Sauerstoffsättigung. Praktische Versuche werden den nötigen
Umfang der in intelligenter Weise kombinierten Sicherheitssysteme
und deren Programme zeigen, die aber im Wesentlichen vom verwen
deten System, der Zeitdauer des Einsatzes, und nicht zuletzt,
dem intellektuellen Niveau und der persönlichen Situation
des Patienten abhängig ist. Das Verfahren der quasi ununter
brochenen Fehleranalyse und des Reparaturprogramms basiert
darauf, daß Fühler, wie z. B. ein Druckfühler (425) mit ihrem
Druck-Vorsatz(462), der auf der optoelektronisch erfassten
Veränderung der Spiegelung eines Laserlichtstrahles aus einem
Laser (467) über Glasfaserleiter (468) an einem Parabolreflektor (469)
z. B., dessen Bild optoelektronisch von einem, grundsätzlich
auch bekannten, lichtempfindlichen Baustein (470) mit vielen
einzelnen Helligkeits-empfindlichen Feldern mit dadurch
veränderter elektrischer Leitfähigkeit elektronisch umgesetzt
wird, und dessen Daten dann noch dezentral von einem Rechnerbau
stein mit einem vorgegebenen Toleranzfeld verglichen werden,
ähnlich einer mehrdimensionalen Bildsubtraktion, d. h. dem
gedachten, weil vieldimensionalen Abziehen von Bildinhalten
voneinander, wonach nur nur auffällige, "neue", nicht normale
Bereiche, also Werte, außerhalb des Toleranzfeldes, zu einer
zentralen Recheneinheit (439) mit ebenfalls einstellbarer
(Fehler) Kennfeldvorgabe (437), die daraufhin gezielt weitere
Daten, z. B. über Röntgenbilder mittels der eingebauten
Elektronenstrahlröhre und einem anderen, oder umschaltbaren
Rechnerbaustein (470) genauer abfragt (Die gesetzlich notwendige
Abschirmung ist grundsätzlich bekannt und einzuhalten).
Es kann damit (439) bei Defekt, z. B. geknicktem Blutbeutel(BB1)
eine schonende Betriebsweise über den Anschluss zu Blutpumpen
steuerung (441), oder auch Alarm(440) ausgelöst werden.
Die vielseitigen optoelektronischen oder andere Fühler
können also mit Druck-Vorsatz (Grober Zylinder z, oder
feine Membran m, die den Parabolreflektor (469D) bewegen,
oder ein Temperatur-Vorsatz (464) mit verstellendem
Thermoelement, ein Bewegungs-Vorsatz(465) bei dem
der Reflektor(469B) sich frei vor einem Bilddaten-gebenden
Baustein(470) bewegt. Andere, z. B. chemische Daten
liefernde Fühler mit Vorsatz (463) sind nach Indikator-
Prinzip des Farbunschlages bei chemisch-physikalischer
Änderung, auch z. B. wie bekanntermaßen, die Pulsoximetrie,
zur Bestimmung der Sauerstoffsättigung über die Farbe
der Spiegelung des Blutes bekannt. Andere Fühler, oder
ein Teil des Druck-Vorsatzes, dessen Membran (462m) ändern
vibrierend das Bild des damit(Dicke 462d) lichtdurchscheinend
(semitransparent) abgedeckten Parabolspiegels(469d) auf den
lichtempfindlichen Bilddaten-gebenden Segmenten des Bausteins
(470, z. B. umschaltbar), wobei höhere Drücke vom Kolben (462K)
im Zylinder(462) ebenfalls, aber typisch anders Bilddaten-
ändernd (<470), Druck-anpassend für eine frei schwingende Membran
(462m) erfasst werden. Dreidimensionale, umfassende "Bilder",
zusammengesetzt aus Realbild-Vorgabe (auch für Defekte),
Sonografien, Thermographien, Radiographien, und Verläufen von
andern physikalischen und chemischen Größen, ihrer Werte
sind somit einfach nach dem Herausfiltern der wichtigen,
weil von der Sollzustand-Vorgabe abweichenden Daten
(wie bei einfacher, eindimensionaler Maximal-Minimalwertvorgabe),
mit bekannten Datenverarbeitungsprogrammen zu erstellen (Bilddaten
der "Defekte" und einer weiteren Diagnose, Kompensationsversuchen
(Ausgleich), Alarm, und einer Reparatur zuzuführen, deren Umfang
und Erfolg vom Gerät mit Belastungstests(Testprogramm) überprüft
wird. Das quasistetige Kontroll-Verfahren (viele Fühler 425-434
z. B. mit Umschaltung) reduziert erfindungsgemäß über dieses Prinzip
der intelligenten, dezentralen Datenverarbeitung mit Weiterleitung
mit Mehrfach-Nutzung von Bauteilen die Datenmenge der Zentralen-
Recheneinheit (439) und den Zeitverlust, steigert die Genauigkeit
der Fehlersuche, auch durch Verknüpfung der Rechner (z. B. 439) mit
Gleichartigen im Gerät, und äußeren Datenverarbeitungsanlagen
(Datenübertragung), wie in 199 22 184 beschrieben. Mehrere
Recheneinheiten (wie 439) können die für die Steuerung (441) der
z. B. Blutpumpe wichtigen Daten parallel verarbeiten, woraus
eine zentrale Recheneinheit(439M) einen Durchschnittswert
bildet, und die Recheneinheiten (wie 439) mit der größten
Abweichung davon danach so lange unberücksichtigt läßt
(bei der Regelung z. B.), bis z. B. andere größere Abweichungen
zeigen. Die Lichtleitung erfolgt über Glasfaser-Lichtleiter
(468) vom Laser(467), z. B.
Die kombinierte Schmierung-Kühlung wurde definert, sowie auch
die Ausführung der Halterung (132") der Funktionseinheiten (133")
Fig. 3b., aber auch der (Zentrier-) Werkzeuge für die Gehäuse,
sowie besondere Lager mit stark belastungsabhängigem Verschleiß
und hoher Betriebssicherheit und welche mit hoher Lastwechsel-
Unempfindlichkeit. Zudem werden Gastrenner, bei dem das
schwere Kohlendioxid-Abgas aus dem Verbrennungsmotor (35)
räumlich vom Restsauerstoff und Stickstoff etwas getrennt
(mit Vorverdichtung und Nachexpansion) einer besondere Gasturbine,
oder bis zum Kaufmann-Strahlantrieb definiert, bei dem die
Neutralisation eines sehr fein gebündelten Plasma-Strahles
der nach dem Injektor-Prinzip, wie ein Mantelstrom-Triebwerk
Luft mitzieht, so wie auch die Kühlung hauptsächlich von rel.
positiv geladenen Wasserstrahlen (von einer Hochdruck Pumpe mit
<< 2000 bar z. B., übernommen), die auch das Leitgitter benetzen.
Extreme Düsen Austrittsgeschwindigkeiten (theoretisch) werden
so auch zu beherrschbarem Schub. Grundlage weiterer Patente,
z. B. in Energieversorgung und Fahrzeugtechnik.
Der Reizleitungs-Ersatz des Herzens (Schrittmacher), sowie
neue Methoden der (Re-) Vaskularisation sind Gegenstand
weiterer Forschungsarbeiten und Patente in der Medizintechnik.
Claims (58)
1. In menschliche oder tierische Körper vollimplantierbares,
wiederverwendbares Organ-Unterstützungssystem, mit einer
implantierbaren Herz-Lungenmaschine, auch mit Dialysator-
Wirkung, das z. B. im Kardiopulmonalen Bypass, als Überbrück
ung des Herz-Lungenkreislaufes, in den Unterbauch des be
treffenden Patienten zwischen unterer Hohlvene (c. i.) und
der Aorta eingesetzt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß es mit
vielfacher, Blutkreislauf-überbrückender, lebenserhaltender
Organ-Hilfsfunktion, und zusätzlichen, para- oder extrakor
poralen, am oder neben dem Patientenkörper angeordneten
Geräten mit Zusatzfunktionen dafür, wie einem Druckluft-Antrieb
mit Wärmeenergiemaschine oder blander Drucklufterzeugung,
mit Energiespeicher und einem Energieumsetzer, z. B. für eine
vollimplantierbare Herz-Lungenmaschine (ICPB, TIHL), deren
Bauteile auch für eine vollimplantierbare Blutpumpe (TIAH),
also ein echtes Kunstherz, mit und ohne Lungenfunktion, oder,
bei einem einfachen Herzkammer-Unterstützungssystem (VAS/VAD)
eingesetzt wird, und, z. B. mit vollimplantierbarem Leber-
Ersatz-Organ und Hybrid-Niere, bzw. Dialysator, Pankreas-
Inselzellen Ersatz-Organ betrieben werden, sowie neue Antriebe,
unter Nutzung erneuerbarer Energien, und Werkzeuge, Elektronik,
Rechner, Programme und Vorrichtungen und Verfahren für die
Prüfung der Einzelteile, Überholung, Versuch, Einlauf und für
die institutionell-universitäre und die klinische technische
und medizinische Prüfung, und, für den medizinischen Alltagsbetrieb
dieser lebenserhaltenden Geräte, sowie zur Computer-integrierten
Kontrolle der Behandlung des Patienten, und dies unter besonderer
Berücksichtigung der vollimplantierbaren, der Herz-Lungenmaschine,
und der preiswerten Möglichkeit ihrer Massen-Großserien
herstellung, der Wartung und Verwendung der Module, also der
funktionellen, relativ leicht und dauerhaft miteinander verbind
baren und trennbaren Baugruppen, wobei diese Herz-Lungenmaschine
allein, lebenserhaltend und stark physiologisch-funktionell bessernd
z. B. durch die Sauerstoffanreicherung und Kohlendioxid-Elimination,
und durch Verbesserung der allgemeinen Durchblutung, allerdings
ohne die schädliche Nebenwirkung einer Steigerung des arteriellen
Blutdruckes so wirkt, weil der Wasserschlagabsorber-Windkessel-
Effekt, der begrenzte ANREP-Nachlast-Effekt, der Starlingsche-
Vorlast-, und andere grundsätzlich physiologisch wirksame Effekte,
wie der Bowditch-Effekt, zusammen mit bestmöglicher Vermeidung der
Blutschädigung, ja sogar mit Filtrations- und Auflösungs-Effekt der
künstlichen Herzkammern z. B., so konstruktiv vorteilhaft ideell um
gesetzt und genutzt werden, daß damit eine Verbesserung der geistigen
und körperlichen Rest-Fähigkeiten des Patienten, z. B. durch eine
normalere Durchblutung seiner Körpergewebe, bzw. durch kurzzeitigem
oder Langzeit-Einsatz der künstlichen Organe die vollständige oder
die teilweise Übernahme von Organfunktionen möglich wird, und dies
z. B. ohne schädlich hohe Blutdruckwerte, auch bei stark athero
sclerotischen Patienten erzielt wird, wodurch diese Geräte auch
bei Herzstillstand und akutem Versagen der Atmung(ARF), und auch
beim z. B. folgenden mehrfachen Organversagen(MOF) lebenserhaltend
wirken, und alles, nicht nur wegen preiswerter Herstellung und Wartung
mit modularer, mit Element-Bauweise, und normierbarer, Computer-
gesteuerter Verwendung zur Computer-gesteuerten Therapie, ein
schließlich der gesteuerten Wiederherstellung der Gebrauchstüchtig
keit des Gerätes selbst und dessen Kontrolle, sozioökonomisch
vertretbare Kosten verursacht.
2. Vollimplantierbares Organ-Unterstützungssystem als vollimplan
tierbare Herz-Lungenmaschine (1), mit einer Blutpumpe(Bp), die mit
zwei Ringkörperförmigen; wechselweise wirkenden, zu einer Funktions
einheit (Fe) zusammengefassten, leicht auswechselbaren Blutbeuteln
(Bb1,2) mit gasaustauschendem Gewebe (GG) und einer Luftpumpe (Lp)
dafür, und mit je einem automatischen, oder fremdbetätigten Ein
laßventil (EV) und Auslaßventil (AV) im Blutbeutel(z. B. BB1), als
die, den Blutstrom leitenden Herzklappen (HK1, 2) versehen sind, also
wie eine künstliche Herzkammer (KH), mit einer gemeinsamen Pumpmem
bran (PM) zwischen beiden Blutbeuteln (Bb1, 2) so konstruiert ist,
daß deren mechanisch kontrollierte Verschiebung mittels Form
stempel (FS), den einen Blutbeutel (Bb1) für dessen Füllung in der
Füllphase in "O"-Form, und den anderen Blutbeutel (Bb2) für die
Verdrängerarbeit während der Austreibungsphase in eine "S"-Form
übergehen läßt, und umgekehrt, wobei diese Funktionseinheit (Fe1)
mit einer zweiten (Fe2) für die Funktion einer vollimplantier
baren Blutpumpe (VB), also als echtes Kunstherz(TIAH), mechanisch
im, mit Luft gekühlten Antrieb über eine Nutenwelle (NW), die die
Drehbewegung des Antriebs in eine frei bestimmbare Transiations-,
also eine Längsverschiebe-Bewegung kodiert umgesetzt, gekoppelt
ist, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines
Reglers mit Regelmechanik(RM), u. a. die Fördermenge, z. B. der Herz-
Lungenmaschine(TIHL) pro Arbeitzyklus, also das Schlagvolumen (SV)
und auch über die Antriebs-Herzfrequenz (Hf) das Minutenvolumen,
die Fördermenge (Q min) also hauptsächlich abhängig vom Fülldruck
(P füll) des betreffenden Blutbeutels (Bb1) in dessen Füllphase
(A→B→A) selbsttätig regelt, das diese Konstruktion für
die Verwendung als robustes, leises und trotzdem kleines, somit
implantierbares, leicht zusammenzusetzendes und auch zerlegbares,
und dadurch auch preiswert wiederverwendbares Herz-Lungenfunk
tions-Unterstützungsgerät, auch mit sehr hoher funktioneller
Sicherheit, z. B. als miniaturisierte Herz-Lungenmaschine(ICPB
TIHL) weiter miniaturisiert und modulisiert ist, und somit dessen
Bauteile auch für eine vollimplantierbare Blutpumpe (VB), als
Kunstherz (TIAH) mit und ohne Lungenfunktion, oder bei einer Ein-
Kammer-Herz-Unterstützungspumpe (VAD) eingesetzt werden.
3. Vorrichtungen und Verfahren für Zusammenbau, Prüfung und
Überholung und Einlauf eines vollimplantierbaren Herz-
Lungenfunktions-Unterstützungssystem gemäß dem
erweiterten Oberbegriff der Hauptansprüche 1, 2
dadurch gekennzeichnet,
daß diese Geräte für den kostengünstigen Einsatz als Massen
produkt und die fachgerechte, leicht kontrollierbare, dezentrale,
leicht einstellbare, spannungsfreie und sichere Montage und
Demontage, auch durch angelerntes Personal von Kliniken
z. B., gestaltet sind, und, aus Kostengründen, z. B., zwar
Verschleißteile besitzt, deren Verschleiß aber, z. B., viele
Betriebsstunden vor dem eigentlichen, und dann oft
lebensgefährlichen Funktionsausfall, durch anomale Geräusch
bildung oder Stromverbrauch, oder sonstige, auch von Fühlern
(z. B. VF) erfassbare, und von einer Alarm-Elektronik (AE)
umsetzbare Signale(SN) auffällt, wodurch die Ausfall-Sicherheit
trotz Langzeit-Wartungsfreiheit stark ansteigt.
4. Vollimplantierbares Herz-Lungenfunktions-Unterstützungs
system mit Schmierung und Kühlung aller Bauteile, und
Vorrichtungen und Verfahren dafür, gemäß den Ansprüchen 1-3
dadurch gekennzeichnet, daß diese
diese (z. B. 1, 2) mit einem verschleißmindernden, schonenden,
elektronisch geregelten, Flüssigkeitskreislauf-gekühlten
und geschmierten, hygenisch auslaufsicheren vollgekapselten
Naßläufer-Elektroantrieb (NE) und einem, dazu mechanisch von
außen umschaltbaren Handkurbel-Betrieb für den extremen
Notfallbetrieb, versehen sind, der auch verschleißmindernd,
bis zum Einsatz abgekapselt ist.
5. Vollimplantierbares Herz-Lungenfunktions-Unterstützungssystem
mit Flüssigkeitsschmierung und Kühlung aller Bauteile gegen Luft,
und Vorrichtungen und Verfahren dafür gemäß den Ansprüchen
(1, 2, 3, 4), dadurch gekennzeichnet, daß
ein, die Stoßbelastung für den Motor(3) minderndes, Getriebe
(4) in einem Schmier-Kühlkreislauf (5) angeordnet ist,
dessen Pumpe (6) als Membranpumpe mit Rückschlagventilen (6, 6")
gestaltet ist, und hierfür von der ebenfalls durchspülten, den
Motor (3) umgebenden Schubstange (7) betätigt wird, und mit
dieser Kühl-Schmierflüssigkeit (F1), z. B. einem Silikonöl mit
Isolatorfunktion, auch gegen Wärmenester mit Additiven, oder
"einfacher" physiologischer Kochsalzlösung damit, auch
andere bewegliche Bauteile, z. B. die Blutbeutel (z. B. 8),
Verschleiß- und Temperatur-mindernd beaufschlagt, und danach
die erhitzte, und vom Lagerabrieb (z. B.) verschmutzte Kühl- und
Schmierflüssigkeit(Fl) zuerst durch ein Feinst-Filter (9)
im Hauptstrom presst, wobei eine Überbrückungsleitung(10) auch
bei dessen (9) Verschluß die Aufrechterhaltung eines
Flüssigkeitsstromes sichert, der danach durch einen
Wärmetauscher (11) gegen die Abluft des Gasaustausches zur
Kühlung gedrückt wird.
6. Vollimplantierbares Herz-Lungenfunktions-Unterstützungs
system, gemäß den Ansprüchen (1, 3, 4), dadurch gekenn
zeichnet, daß die Blutbeutel (z. B. 8a, b) paarweise als
Funktionseinheiten (8) in Gehäusen (12) dauerhaft miteinander
und mit den Gehäusen einschließlich der jeweils beiden Ventile
(z. B. 8aV1,2) und gasaustauschenden Geweben (GG) unlösbar zu einer
baulichen, leicht auswechselbaren Einheit miteinander verbunden
sind, und von einer davon thermisch lösbaren Schubstange (7) bewegt
werden, die auf ihrem Schubstangen-Träger (7T) mittels eines
Linear-Kugellagers (7LK) drehfest, aber linear verschieblich
und in mehreren Richtungen in der Lagerluft einstell- und somit
besonders zur treibenden Nutenwelle (NW) zentrierfähig ist, und
hierdurch für eine maximale Betriebssicherheit und Präzision des
Antriebs der Blutbeutel (8), und zudem Verschleiß-mindernd
verbunden ist.
7. Linearkugellager für den Antrieb eines vollimplantierbaren Herz-
Lungenfunktions-Unterstützungsgerät, gemäß den Ansprüchen
(1,3-5), dadurch gekennzeichnet, daß
dieses Linearkugellager (7LK) mindestens 4 Reihen Kugeln
hat, die in einer Führungsnute (7Fn) laufen, aus der sie
an jedem Ende der Führungsnute (7Fn) in eine dazu pallele
Bohrung (7B') des Schubstangen-Träger (7T) hinein- bzw. am anderen
Ende (7B") wieder heraus, in die Führungsnute (7Fn) als Kugel
umlauf gedrückt werden, wobei sich die Einstellbarkeit dieses
Lagers(7LK) aus der Verstellbarkeit der ebenfalls mit einer
Führungsnute (7Fn') versehenen äußeren Führungen(z. B. 7FA), die
dafür verstellbar mit der Schubstange (7) verschraubt sind,
ergibt.
8. Halterung für Vollimplantierbares Herz-Lungenfunktions-
Unterstützungsgerät, gemäß den Ansprüchen (1, 3-7), mit einem
Perikard-Ersatzbeutel (PE) mit Gewebslaschen (Gs) zur Vernähung
mit dem Bauchfell und den Strukturen der inneren Bauchhöhle
dadurch gekennzeichnet, daß die Blutpumpe
(B) über ihre Anschlußleitungen(14) und die Welle (15) für den
Handbetrieb mit einer weichen Doppelplatte (16) für die Bauchwand
versehen ist, die die Öffnung (17) darin beidseitig überdeckt,
und grobporig atmungsaktiv gestaltet ist, und das so, anstelle
des Unterhaut-Fettgewebes in die Patienten-Buchwand über einen
kleinen Schnitt eingeschoben, und verklebt/vernäht wird.
9. Vollimplantierbares Herz-Lungenfunktions-Unterstützungsgerät,
gemäß den Ansprüchen (1, 3-8), mit einem Nutenwellen-
Antrieb (NWA) für die Regelmechanik (RM), der die Druckdifferenz
zwischen Fülldruck (P füll) im Blutbeutel (z. B. Bb1) während
der Füllphase(A→B→A) und dem statischen Druck der
Umgebungsdruck vergleicht, woraus eine erhöhte oder verringert
Füllmenge des betreffenden Blutbeutels (Bb1 z. B.) folgt, die
über den, sich immmer wieder nach der betreffenden Füllphase
(A→B→A) während der folgenden Austreibungsphase in die
Ausgangsstellung zurückstellenden Nutenwellen-Antrieb (NWA)
über ein erhöhtes oder verringertes Schlagvolumen (SV) wieder
ausgeglichen wird, dadurch gekennzeichnet,
daß die Blutpumpe vom Anschluß (18) der Kühl- und Atemluft den
Referenzdruck zur mechanischen Verstellung des die Blutbeutel
wand (Bb1 z. B.) bewegenden Formstempels(18) erhält, und damit
dessen Inhalt zusätzlich über einen Druckübersetzer (19) bestimmt,
und, daß auch dieser Teil der Wand des betreffenden Blutbeutels
(BB1 z. B.) mit dem Formstempel (18) so abgetrennt ist, daß
auch die Kühl- und Schmierflüssigkeit (Fl) in diesem Bereich
nur Umgebungsdruck hat.
10. Katheterisiertes Pumpen- und Drosselventilsystem für die
Aufrechterhaltung eines minimalen Patienten-Lungenkreislaufes
während des Einsatzes eines vollimplantierbaren Herz-Lungen
funktions-Unterstützungsgerätes, gemäß den Ansprüchen (1, 3-9),
bei Herzstillstand oder extremer Herzschwäche,
dadurch gekennzeichnet, daß diese
Membranpumpe(20) wie ein ansonsten bekannter Verweil-Katheter
durch die Patientenhaut und seine Blutgefäße, vorzugsweise die
großen Arm- oder Beingefäße in seine bevorzugte Lage in der
Herzklappe (z. B. Mitralklappe) gebracht wird, dort von Manschetten
(22, 23) die aufblasbar sind, in seiner Lage gehalten wird,
und vom speziellen Antrieb(24) des Blutpumpe(B) angetrieben
wird.
11. Katheterisiertes Pumpen- und Drosselventilsystem
gemäß den Ansprüchen (1, 3-10), dadurch gekenn
zeichnet, daß der Antrieb (24) der Membranpumpe(20)
Teil des mit Überdruck arbeitenden Schmier- und Kühlsystemes (5)
mit einer eigenen Leitung (25) zwischen dessen Saugseite und
desssen Druckseite ist, und miniaturisierte, pneumatische
Drossel-Membranventile (26, 27) die, für den Betrieb der
Membranpumpe (20) wichtige Druckdifferenz herstellen.
12. Vollimplantierbares Herz-Lungenfunktions-Unterstützungs
gerät, gemäß den Ansprüchen (1, 3-11), dadurch
gekennzeichnet, daß die bewußt relativ träge
als 3-Punkt Regelung überschießende Reaktionen vermeidende
Blutpumpen-Regelung ( ) grundsätzlich über dessen Fördermenge
mit der Regelmechanik als Schlagvolumen-Änderung und mittels
Regelelektronik als Sclagfrequenz-Änderung erfolgt,
wobei grundsätzlich die höchstmögliche Sauerstoffsättigung
des Blutes angestrebt wird.
13. Vollimplantierbares Herz-Lungenfunktions-Unterstützungs
gerät, gemäß den Ansprüchen (1, 3-12), dadurch
gekennzeichnet, daß die Regelung der Förder
menge (Q) Blut selbsttätig, abhängig vom Fülldruck (P füll), der
über einen eigenen Formstempel (z. B. 18) auf dem betreffenden
Blutbeutel (i. B. Bb1) weitergeleitet wird, gegen den anderer
seits darauf wirkenden Umgebungsdruck und die einstellbare
Vorspannung einer Rückholfeder (28) wirkt, und dieser
Formstempel (18).
14. Vollimplantierbares Herz-Lungenfunktions-Unterstützungs
gerät und Vorichtung, gemäß den Ansprüchen (1, 3-12) mit
einer Regelmechanik (RM) mit Nutenwellenantrieb (NWA),
dadurch gekennzeichnet, daß die
Regelung der Fördervolumens(Q) druckabhängig(p1) über
einen Druckübersetzer (29) erfolgt, der über seine Membran
(29K) mit einem Führungsstift (29F) in einer Nut (30N) der
Nutenwelle(30) verbunden ist, und ein optoelektronischer
Verstellweg-Fühler (31) die Verstelldaten, z. B. mit Bxtremwert
auslösung, an die Regelelektronik (3RE) des Motors (3) zur
Anpassung der Antriebsfrequenz weiterleitet.
15. Sicherheitsantrieb für vollimplantierbares Herz-Lungenfunktions-
Unterstützungsgerät und Vorichtung, gemäß den Ansprüchen (1-14),
mit Nutenwellenantrieb(NWA), dadurch gekenn
zeichnet, daß das zweite Getriebe (4b) für die höchste
absolute Funktionssicherheit des Antriebs (A), z. B. zur Vermeidung
von neurologischen Ausfällen des Patienten, die Lastwechselstöße
für den vorgeschalteten Antrieb, besonders den Motor (3) z. B. über
ein Schneckenradgetriebe (4SG) und die robuste Auslegung der
Antriebs-Nutenwelle (32) mit großem Kunststoff-Gleitlager
(33) gering gehalten werden in dem sogar noch Bauteile des
Antriebs (A), wie der Motor (3) Platz finden und dafür die
radiale Lagerung (33R), und die genau über eine Verschraubung
(33Vs) mit Klemmschrauben-Sicherung (33VsKl) bzgl. der axialen
Lagerluft (33LL) einstellbare 25 axiale Lagerung (33A) dieses
Gleitlagers, sinnvollerweise getrennt sind, und auch zusätzliche
Gleitlager (z. B. 34) mit extrem großer Lagerluft für die
Antriebswelle (4AW) zwischen Motor (3)
und Getriebe (4), einerseits die Lagerreibung durch starre,
womöglich noch statisch überbestimmte Verspannung
nicht unzulässig erhöhen, und, andererseits, aber auch deren
Durchbiegung gegebenenfalls begrenzen und so deren Bruch im
Extremfall, wie bei einem Stoß durch Unfall z. B., durch groß
flächiges Abfangen des Stoßes mit Einleitung der auftretenden
Kräfte an vielen Punkten verhindern, deren kraftschlüssige
Verbindung erst durch die Materialdehnung bzw. strukturelle
Verformung im Extremfall erreicht wird, wodurch mit all
diesen Maßnahmen auch die Rüttelfestigkeit des Antriebs,
und auch die Sicherheit gegen Aufschaukeln von Schwingungen
bis zum Bruch und danach weiter erhöht wird,
und so, allgemein, ein, bei normaler Last besonders reibungs
armer, verspannungs- und verzugsfreier Antrieb mit geringen
Verlusten bei geringen beweglichen trägen Massen vorliegt,
der aber auch hohe Reserven für extreme Belastungen bis
hin zu Unfällen mit starker negativer Beschleunigung
Stoß, und Antriebskraft- weil Reglerschwankungen hat.
16. Antrieb für Vollimplantierbares Herz-Lungenfunktions-
Unterstützungsgerät mit Schmierung und Kühlung aller Bauteile
und Vorrichtungen und Verfahren dafür, gemäß den Ansprüchen
(1-15), dadurch gekennzeichnet, daß
das Schneckenradgetriebe (4SG) mit metallischer Schnecke (4S)
und, im Vergleich dazu, relativ weichem Kunststoff-Globoidrad
(4G) durch Einlaufen der Rohlinge auf einen Prüfstand
mit der Original-Lagerhalter (401) der Schnecke(4S) entsteht,
und die Schnecke (4S) darin radial mit 2 Rillenkugellagern
(4RK', 4RK"), und, axial einstellbar, mit einer Drucklager-
Kugel(4DK) in einer gekonterten Schraube (4Sr) versehen ist,
die in der Schnecke(4S) läuft.
17. Vollimplantierbares Organ-Unterstützungssystem mit
Regelung und Schmierung und Kühlung aller Bauteile
und Vorrichtungen und Verfahren dafür, gemäß den Ansprüchen
(1-16); dadurch gekennzeichnet, daß
die Drücke, Temperaturen, Längen, Mengen und Drehzahlen, sowie
die physiologischen Größen, wie die Sauerstoffsättigung genau
analog erfasst werden, jedoch wegen des relativ langen und
häufigen Rechenaufwandes und der Gefahr der Rückkopplung, und
dies speziell auch mit dem natürliche Kreislaufregelsystem des
Patienten einer grundsätzlich einfachen, mechanischen Regelung
der Grenzwerte der Größen innerhalb ihrer ebenfalls mechanisch
vorwählbaren Grenzen, der Vorzug gegeben wird, wodurch hohe
Druckdifferenzen der Blutbeutel sofort, und schon vor Erreichen
schädlicher Spitzenwerte durch Verstellung der Formstempel
gegen die Federkraft mit Erhöhung bzw. Verringerung des
des Blutbeutel-Volumens ausgeglichen werden, wobei die absolute
Trägheit des Reglers mit kombiniertem Fühl- und Stellglied
jedoch noch so groß und gedämpft ist, daß ein Flattern dieses
Reglers vermieden wird und auch die daraus resultierende
Ungenauigkeit der zudem nur 3-Punkt-Regelung ist hier,
im Spezialfall dar Regelung gegen körpereigene Mechanismen,
wie den wechselnde Gefäßtonus, den Blutgefäß-eigene Strömungs
widerstand z. B., vernachlässigbar, und, es werden auch
z. B. schädliche krankheitsbedingte Blutdruckanomalien, wie
Atherosklerose-Folgen, Stenosen und Klappenvitien, einschließ
lich der stets maximierten zusätzlichen Sauerstoffsättigung,
die alleine, je nach Ausführung, bereits lebenserhaltend ist,
ausgeglichen, und die Gewebsdurchströmung mit Sauerstoff maxi
miert.
18. Wechselweise pumpende Funktionseinheit mit einem
Paar Blutbeutel (BB1,2), die dafür mit je einem Einlaß-(EV)
und einem Auslaßventil (AV) versehen sind, die ihrerseits
wieder zu einem Einlaß, z. B. der Anschlußleitung (97), bzw. zu
einem Außlaß, z. B. der Aortan-Anschlußleitung (98) zusammen
gefaßt sind, wobei diese Blutbeutel (BB1,2) so gestaltet sind,
daß sie über eine gemeinsame, die Hohlräume trennende, vom
Formstempel (FS) bewegte, und dadurch, zusammen mit der, auch
dafür ineinanderreichend, und gegenseitig raumausgeichenden,
wechselweise erfolgenden, volumetrisch wirksamen Verformung
der insgesamt Kreisring-förmigen Blutbeutel (BB1,2) aus
einer, im Querschnitt gesehen, entspannten, gefüllten
"O"-Form in eine komprimierte, teilentleerte "S"-Form
(Fig. 5, 6), definierbar pumpende Wand (99W) verfügt,
die mit dem Formstempel lösbar verbunden ist, und diese
Blutbeutel auch mit gasaustauschendem Gewebe (GG) und anderem,
z. B. stoffwechselaktivem Gewebe, welches auch in den dafür
mehrschichtigen Wänden der Blutbeutel (BB1,2) ist, versehen sind,
und auch die vom Blutstrom gesteuerten Rückschlagklappen, oder
fremdgesteuerte, z. B. pneumatische Membranventile, oder elek
tromagnetisch beeinflusste Ventile (EV, A) integrierte Bestandteile
der Funktionseinheit (FE) sind, einer Funktionseinheit (FE), die
als pumpendes Bauteil für die vielen erfindungsgemäßen Aus
führungen von extrakorporalen oder vollimplantierbaren Organ-
Unterstützungssystemen und der z. B. Prüf-Vorrichtungen
und Verfahren dafür, gemäß den Ansprüchen (1-17) dient, und hier
dadurch gekennzeichnet ist, daß
diese Funktionseinheit (FE) über Anschlußleitungen (z. B. 97, 98)
verfügt, die in die Blutbeutel (BB1,2) in ungefähr in
Form einer Kokloiden-Kurve hieingeführt sind und Elemente
für einen elektromagnetischen Chordae-tendinaee-Effekt,
für die naturähnliche stabilisierte Öffnung oder Schließung
der Ventile (EV, A) also, z. B. in die mehrschichtige Wand der
Blutbeutel (BB1,2), die zudem mit einem festen Teil-Funktions
einheitsgehäuse (z. B. 107) als Funktionseinheit (FE) versehen sind,
eingefügt ist, wobei die Funktionseinheit (FE) mehrschichtig,
in mehreren, sich durchaus auch teilweise oder ganz überlappenden
Lagen, die zwischen sich durchaus Fluide leiten, hergestellt
wird und dafür die Blutbeutel (BB1,2) der Funktionseinheit (FE)
mit Gewebematerial gewickelt, im Spritzauftrag, getaucht und
geschäumt werden, und mit besonderen Gasen, Uv-Licht,
Ultraschall oder im elektrischen /elektromagnetischen Feld
sich aus Komponenten dauerhaft verbinden, wobei die bestmögliche
Gestaltung der Durchführungen (z. B. 112) der gasaustauschenden
Gewebe(GG) und deren strömungsgünstiger und dennoch beweglich
haltbaren Konstruktion zusammen mit der haltbaren, und dennoch
strömungsgünstigen Gestaltung der Blutbeutel (BB1,2) aus einem,
zudem, bezüglich der Kontaktflächen mit Blut, besonders Blut
verträglichem Material, besonders wichtig ist, zumal auch
aus Gründen der Einbringung von elektrisch leitendem,
elektromagnetisch wirksamen Material (99E) in die Schichten der
Funktionseinheit (FE) für die elektro-magnetischen Ventile (EV, A)
und für vorteilhafte hämodvnamische, weil z. B. Strömungsbündelnde
aber auch gerinnungsverbessernde, hemmende Wirkung besonderer
elektrischer Felder, z. B. mit Lenkungs-Effekt, wodurch
schädliche Wirbelbildungen gezielt, z. B. nach Ultraschall-
Erfassung vermieden werden.
19. Funktionseinheit mit einem Paar Blutbeutel (BB1,2)
als pumpendes Bauteil für die vielen erfindungsgemäßen Aus
führungen von extrakorporalen oder vollimplantierbaren Organ-
Unterstützungssystemen und der z. B. Prüf-Vorrichtungen
und Verfahren dafür, gemäß den Ansprüchen (1-18) dient, und hier
dadurch gekennzeichnet ist, daß
die Funktionseinheit (FE) mit einer besonders Patientenblut
schonenden inneren Schicht (99i) als Kontaktfläche dazu versehen
ist, die z. B. aus Patientengewebe, z. B. einem bearbeiteten
(Dünn-) Darmabschnitt besteht, der als innere Schicht(99i)
jedes Blutbeutels (BB1,2), mit den aus gleichartigem Material
bestehenden Ventilen (A, EV) einstückig hergestellt wird.
20. Funktionseinheit mit einem Paar Blutbeutel (BB1,2)
als pumpendes Bauteil für die vielen erfindungsgemäßen Aus
führungen von extrakorporalen oder vollimplantierbaren Organ-
Unterstützungssystemen und der z. B. Prüf-Vorrichtungen
und Verfahren dafür, gemäß den Ansprüchen (1-19) dient, und hier
dadurch gekennzeichnet ist, daß
die Blutbeutel (BB1,2) der Funktionseinheit (FE) z. B. aus
einem bearbeiteten, z. B. auch einem genetisch, oder Material
wissenschaftlich angepassten, oder nicht angepassten
Tiertransplantat das als dessen innere, besonders preiswerte,
blutschonende Schicht (99i) hergestellt wird, dessen Zellen
jedoch ganz oder teilweise ihrer natürlichen biologische
Funktion zum Zwecke der Anpassung an den Einsatzzweck beraubt
und, durch Druck-Imprägnierung mit alkoholischen,
Glutaraldehyden oder und Elastizitäts-verbessernden
Substanzen geändert werden, und das Material so zum Hybrid-
Blutbeutel verklebt und vernäht wird, bzw. z. B. enzymatisch
an den zu klebenden Rändern zersetzt, und diese dann mit
einander auf einer auslösbaren Form verschweißt werden, und,
z. B. von ihrer vom Blut abgewandten Außenseite mit Silikonöl
als Elastizitäts-gebende, und gegen die folgende Schicht,
einem offenporigen Schaum damit, als Schmiermittel dient.
21. Funktionseinheit mit einem Paar Blutbeutel (BB1,2) der
als pumpendes Bauteil für die vielen erfindungsgemäßen Aus
führungen von extrakorporalen oder vollimplantierbaren Organ-
Unterstützungssystemen und der z. B. Prüf-Vorrichtungen
und Verfahren dafür, gemäß den Ansprüchen (1-20) dient, und hier
dadurch gekennzeichnet ist, daß für
mechanisch besonders widerstandsfähige Funktionseinheiten
(z. B. FE), auf der aufgeschäumten inneren, formschlüssigen
Hüll-Schicht (99C) deren offenporiger, nach außen hin dichter
und geschlossen-poriger werdender, mit niederviskosem
Silikonöl getränkter Schaum auch die trotzdem noch
dünne, trennende Membran-Wand (99W) zwischen beiden
Blutbeuteln (BB1,2) bildet, 8-förmig, fortschreitend
und mit wechselnder Umlaufrichtung um beide Blutbeutel
(B1,2) reißfeste, elastische Fasern als formgebende Schicht
(99b) gewickelt sind, wobei durch den aushärtbaren Schaum
oder durch flüssigen Materialauftrag Gestaltfestigkeit,
und, durch den geschlossenporigen Schaum auf der Außen-
Seite, Dichtheit besonders im Bereich der damit zu
versiegelnden Durchführungen (112) gewährleistet ist,
worauf ein äußerer Mantel (99a) damit verbunden folgt,
der zugleich Gehäuse (107) der Funktionseinheit (FE) ist,
das in diesem Fall also auch Gestaltfestigkeit gebendes
Bestandteil der damit leicht auszutauschenden Funktions
einheit (FE) ist.
22. Organ-Unterstützungssysteme und z. B. Prüf-Vorrichtungen
und Verfahren dafür, gemäß den Ansprüchen (1-21),
dadurch gekennzeichnet, daß für
die Konstruktion eine einfache Handhabung mit einfacher
Kontrolle und Reparatur durch modulare, mehrfach
verwendbare, reparaturfreundliche Bauelemente, mit
preiswerten, prüffähigen Verschleißteilen mit dennoch
hoher Ausfallsicherheit bis lange nach Erreichen der
Verschleißgrenze und dann einsetzende optische oder
akustische Warnsignale, mit relativ einfacher Grob- und
Feindesinfektion, also mit Reinraum-Effekt der gekapselten
Teile bis hin zum ebenfalls gekapselten, einzusetzenden,
sterilen Gerät in einem Schmutz elektrostatisch bindenden,
die letzte Feindesinfektion ermöglichenden Beutel
vorgesehen ist, wodurch auch angelerntes, z. B. Pflege
personal rechnergestützt die Funktionskontrolle usw.,
einschließlich einer Generalüberholung vornehmen kann.
23. Organ-Unterstützungssystem und z. B. Prüf-Vorrichtungen
und Verfahren dafür, gemäß den Ansprüchen (1-22),
dadurch gekennzeichnet, daß für
die beweglichen und die implantierbaren Geräte die
die versiegelten Elektronik und Elektro- und Fluidmechanik-
Module elastisch in Schwinggummi z. B. am Gehäuse(z. B. 12)
befestigt sind, und aus dieser Halterung beim Auftreten
großer Belastungen, z. B. Stöße bei Unfällen einfach
ausreißen. Diese weiterhin meist noch funktionstüchtigen, weil
robusten Bauelemente werden durch Käfige darum weich
aufgefangen und es kann in aller Ruhe die Reoperation des
Patienten mit Ziel des Gerätetausches z. B. vorgenommen
werden.
24. Organ-Unterstützungssystem und z. B. Prüf-Vorrichtungen
und Verfahren dafür, gemäß den Ansprüchen (1-23),
dadurch gekennzeichnet, daß für
bewegliche und implantierbare Geräte das jeweilige Gehäuse
(z. B. 12) einerseits die grobe Führung und Halterung
der Funktionseinheiten (FE) bei deren Montage, als auch
die der Spanten (z. B. 12d, e) während des Zusammenbaus
nach dem Einschieben der Schubstangen-Träger-Einheit
(7T) mit Getriebe (4) und Motor (3, 4), wofür das Gehäuse (12)
15 z. B. überstreifbar und überlappend gestaltet ist, und
wird dann mittels Spezial-Lehrenwerkzeug (Fig. 30) einfach
gemessen und zentriert, und mit den anderen Bauteilenz. B. (107)
verbunden.
24.a Organ-Unterstützungssystem und z. B. Prüf-Vorrichtungen
und Verfahren dafür, mit Funktionseinheiten(FE) oder
anderen, pumpenden und gasaustauschenden Elementen,
z. B. für Herz-Lungenmaschinen, gemäß den Ansprüchen
(1-24), mit einem gasaustauschenden Gewebe(GG) mit
Druckluft-Zuführung und Kohlendioxid Absaugung,
dadurch gekennzeichnet, daß
zur Erhöhung der Sauerstoffsättigung als Verhältnis von
tatsächlicher Sauerstoffkonzentration zu Sauerstoff-
Kapazität, der Hüfnerschen Zahl, das gasaustauschende
Gewebe (GG) in den Blutbeuteln (BB1,2), bezogen auf seine
relativ geringe Oberfläche, besonders gut genutzt wird,
indem einerseits, z. B. entsprechend dem physiologischen
Haldane-Effekt, der Sauerstoff-Partialdruck mit der
Druckluft, die in das gasaustauschende Gewebe (GG) mittels
Luftpumpe (6) über den Luft-Anschluß (100) eingeblasen
wird, erhöht wird, und damit auch die Sauerstoff-Aufnahme,
bzw. die Kohlendioxid-Abgabe des Hämoglobines, des roten
Blutfarbstoffes sich erhöht (bis p 02 < 150 torr), wobei
auch die Sauerstoff-Übertragungs-Quote (OTR-engl. Oxigen-
Transfer-Rate) einerseits mit der Länge der gasaustauschenden
Fasern (z. B. 105) überproportional zunimmt, und sich auch
durch den häufigeren Kontakt des Hämoglobines (Hb) mit dem
Gas aus den Fasern durch Drehung des Blutes in den ringförmigen
Blutbeuteln (BB1,2) während Füll- und Auswurfphase zunimmt,
wobei aber trotzdem die Restmenge des nach der Auswurfphase
jeweils in den Blutbeuteln (BB1,2) verbliebenen Blutes, die
endsystolische Füllmenge der künstlichen Herzkammern, der
Blutbeutel (BB1,2) also durch das gasaustauschende Gewebe
noch geringer als ohne ist, wodurch sowohl ein zusätz
licher Filter-Effekt des gasaustauschenden Gewebes (GG) gegen
Blutgerinnsel begründet wird, das mit den gerinnungsaktiven
Substanzen danach z. B. diese auch gleich lysiert, chemisch,
enzynatisch, also mit Biokatalysatoren an und auflöst,
als auch die durchschnittliche Verweildauer des Blutes
in diesen künstlichen Herzkammern, den Blutbeuteln (z. B. BB1,2)
weiter, zusätzlich zur diesbezüglich besonders vorteilhaften
Verformung der Blutbeutel (z. B. BB1) während der Arbeitsphase,
und dies ohne gerinnungsaktivierende Hämostase, verringert wird,
die Blutpumpe also ein wirklich vorteilhaftes "Wash-out" mit
einem, konstruktionsbedingt fast vollständigen Blutaustausch der
künstlichen Herzkammern (BB1,2) während einer Arbeitsphase, zeigt,
und, andererseits, natürlich besonders die geschickt zu wählende
Formgebung des gasaustauschenden Gewebes (GG) dem "Convections
effect" entsprechend von Vorteil ist, und der jeweils nur
vorteilhaft kurzzeitige Kontakt der roten Blutzellen
mit diesem Gewebe (GG), und dies möglichst ohne hohe
physikalische Belastungen wie Stöße, Verwirbelungen,
wegen der Gefahr der sogn. mechanischen Hämolyse,
der Zerstörung der roten Blutkörperchen, z. B.,
und ohne starke chemische Reize, was beides nicht nur
Blut-Bestandteile schädigt, sondern besonders auch
Gerinnungssystem-aktivierend, d. h., Thromben-, also
Blutgerinnsel bildend auch bei normaler Blutzusammensetgung,
normalem Differentialblutbild mit normaler Blutviskosität
wegen des Fehlens des natürlichen Gefäßaufbaues der
Blutgefäße z. B. mit deren Abgabe von vielen, vorwiegend
gerinnungshemmend wirkenden Sekreten, die von der
gerinnungshemmenden Beschichtung, der Zugabe von
gleichartig wirkenden Medikamenten, auch als
Dauertherapie, der Cumarinisierung teilweise ersetzt
werden soll, wobei auch ein Hybrid-, ein biologisches
Material der vom Blut benetzten Oberflächen ob mit oder
ohne Abgabe vieler aktiver, darin eingeschlossener,
imprägnierter Substanzen, von Vorteil ist.
24.b Organ-Unterstützungssystem und z. B. Prüf-Vorrichtungen
und Verfahren dafür, mit Funktionseinheiten (FE) oder
anderen, pumpenden und gasaustauschenden Elementen,
z. B. für Herz-Lungenmaschinen, gemäß den Ansprüchen
(1-24a), mit einem gasaustauschenden Gewebe (GG) mit
Druckluft-Zuführung und Kohlendioxid Absaugung,
besonders für vollimplantierbare Blutpumpen mit
zusätzlichem "Lungen-Effekt", dadurch
gekennzeichnet, daß für einen vollwertigen,
oder zumindest weitreichenden Ersatz der Herz-Lungen-
Funktion mit einem Gerät, das Anstelle des natürlichen
Herzens an dessen Stelle implantiert wird, einerseits
zusätzliches gasaustauschendes Gewebe in die großen
Blutgefäße, wie obere Hohlvene (v. cava) und die Aorta
wie bekannte Verweilkatheter oder IVOX-Geräte,
eingeschoben werden, das von einer zusätzlichen Luftpumpe
(6-2) versorgt wird, und, im Gegensatz zum reinen Kunst
herzen, ein "Pulmonal- Aortaler shunt", eine Kurzschluß
leitung(135) mit druckminderndem Membranventil (135 M),
und auch in die Lungenarterien- Anschlußleitung (129)
ein ebenfalls druckminderndes Membranventil (129 M),
eingesetzt ist, und diese Kurzschlussleitung(135)
für eine geringe, aber wichtige Durchblutung der Lunge
die von der linken künstlichen Herzkammer, der Funktions
einheit (133) für das "arterielle Blut" also übernommen
wird, sorgt, während das andere, das schon in der v. cava
mit Sauerstoff angesättigte Blut, nach weiterer Sauerstoff-
Sättigung in der Funktionseinheit(132) für das venöse Blut,
die dem rechten Herzen ansonsten entspricht, direkt über
die Kurzschlußleitung(135) in die Aorta gepumpt wird, von
wo es über die Körpergewebe, mit Kohlendioxid gesättigt,
wieder in die Hohlvene zurückströmt, wobei eine zu hohe
Sauerstoffsättigung auftreten könnte, zu deren Verhinderung,
bei z. B. optoelektronischer Erfassung, die "Herzfrequenz",
also die Zahl der Arbeitsphasen pro Zeiteinheit, von der
Elektronik gesenkt wird, im Gegensatz zum sonstigen Prinzip
der Maximierung der Sauerstoffsättigung wie sie z. B. bei
den Unterstützungspumpen ohne zusätzliches gasaustauschendes
Gewebe (GG') vorgesehen ist.
25. Organ-Unterstützungssystem und z. B. Prüf-Vorrichtungen
und Verfahren dafür, mit Funktionseinheiten (FE) oder
anderen, pumpenden und gasaustauschenden Elementen,
z. B. für Herz-Lungenmaschinen, gemäß den Ansprüchen
(1-25), mit einem gasaustauschenden Gewebe (GG) mit
Druckluft-Zuführung und Kohlendioxid Absaugung,
dadurch gekennzeichnet, daß
in der vom Blut durchströmten lichten Weite ein gasaus
tauschendes Gewebe(GG) eingesetzt ist, dessen Anschlüsse
(z. B. 100) über einen Zufluß-Trichter (103) die gasaus
tauschenden einzelnen Fasern (105) zusammenfassen, und
sowohl eine strömungsgünstige, druckdichte Verbindung
der Fasern(z. B. 105) zu dem z. B. Luft-Anschluß (100)
bieten, als auch dessen mechanische Befestigung im
Blutbeutel (107) mit den Durchführungen (110, 112) und mit
Abstandsstückchen als Halterung (122) des Gewebe-
Anschlusses übernehmen.
26. Gasaustauschendes Gewebe aus einem Geflecht
einzelner poröser Hohlfasern für Organ-Unterstützungs
system nach Anspruch 1-25, dadurch
gekennzeichnet, daß ein in Schlauchform
gehäkelter, oder ein, auf einer Vorrichtung gestrickter
schlauch aus mehreren Lagen Gewebe, der sich an beiden
Enden Trichter-förmig aufweitet, z. B. als Zufluß-Trichter
(103), oder, bei anderen Konstruktionen, am Abluft-
Anschluß großmaschig und spitz zusammenläuft, wobei der
Inhalt des so entstandenen Schlauches über einen, sich
über die Länge ständig von groß auf klein wechselweise
verändernden Durchmesser über die Maschen ständig
stoffwechselaktiv mit der Umgebung, der seitlichen
Ringströmung (121), die aus dem geteilten Blutstrom (119)
unter Erhalt des zentralen Blutflusses (120) hervorgeht,
ausgetauscht wird.
27. Gasaustauschendes Gewebe aus einem Geflecht
einzelner poröser Hohlfasern für Organ-Unterstützungs
system nach Anspruch 1-26, dadurch
gekennzeichnet, daß das gasaustauschende
Gewebe (GG) mit seinen Anschlüssen (100,106) als zu Umhüllen
der Teil des ausschmelzbaren Kernes bei dessen Fertigung
mit eingegossen wird, und über Rückschlagventile (z. B. 114')
für eine gleichgerichtete Luftströmung im Inneren verfügt,
wobei einzelne Fasern (105') als Kurzschlussleitung über diese
Rückschlagventile (114') den Frischluftzustrom aufrecht
erhalten, und mit pneumatischen Ventilen ( ) zwischen
den Anschlüssen (100, 106) selbsttätig ein Luft- über- oder
-Unterdruck.
28. Gasaustauschendes Gewebe aus einem Geflecht
einzelner poröser Hohlfasern für Organ-Unterstützungs
system nach Anspruch 1-27, dadurch
gekennzeichnet, daß das gasaus
tauschende Gewebe aus Gründen des verbesserten
Wirkungsgrades auch die gesamte lichte Weite einnimmt, und,
über einen Medikamenten-Zugang-Anschluß (101), z. B.
gerinnungshemmende Medikamente zur Verringerung der
Thrombotisierungs-, also der Klumpungs-Neigung des Blutes,
zusätzlich zur gleichsinnig wirkenden Beschichtung des
Gewebes (GG), diesem, durch mit verwobene Fasern, zugeführt
werden.
29. Gasaustauschendes Gewebe aus einem Geflecht
einzelner poröser Hohlfasern für Organ-Unterstützungs
system nach Anspruch 1-28, dadurch
gekennzeichnet, daß die luftführenden
Fasern(105) des Gewebeschlauches (102) wegen des Druckabfalls
in den Fasern (105) besonders bei gestrickter oder sonstiger
Verarbeitung, nur über eine kurze Strecke mit verwoben werden,
und ansonsten frei schwingend, oder zwischen den einzelnen
Schichten, dem gehäkelten Gewebeschlauch (102) und dem
Strickschlauch (104) durchgeführt und mit den Gewebe-
Anschlüssen (z. B. 113) auf der Druckseite z. B., die dort
mittels Spannring (115) gebündelten Hohlfaser-Gewebeschläuche
(z. B. 116, 102) mittels Vergussmasse (117) unter erhöhtem
Innendruck mit Durchströmung der Fasern (105) druckdicht und
dauerhaft miteinander verbunden werden, und eine Hülle (118)
diese Einheit noch formgebend einschließlich Zufluß-
Trichter (103) und, andererseits, bis zur verstärkten,
versiegelten Durchführung (112) durch die Schichten der
Blutbeutel (99a, b, c . . .) umgibt, die mit der innersten
Blutbeutel-Schicht (99i) druckdicht verbunden ist, und, sofern
es eine Transplantat-Schicht, also z. B. ein Darmsegment,
oder ein Xenotransplantat, aus Ochsenperikard z. B. ist,
auch damit, mit einigen Polyester-Fäden verkleidet wird.
30. Gasaustauschendes Gewebe aus einem Geflecht
einzelner poröser Hohlfasern für Organ-Unterstützungs
system nach Anspruch 1-29, dadurch
gekennzeichnet, daß die luftführenden
Hohlfaser-Gewebsschläuche (z. B. 116) jeweils nur auf einer
Seite, also z. B. nur mit dem Luft-Anschluß (100) oder,
in die andere Richtung etwa parallel daneben als Paar
geführt, nur mit dem Abluft-Anschluß (106) verbunden ist,
und die freien Enden der Fasern (105) entweder
zusammengeführt, oder einzeln oder zusammen
verschlossen werden, so, daß durch die einen Fasern aus
dem Druckluft-Anschluß (100) Luft zu den roten Blutkörperchen
und dem notfalls zur Erhöhung der Wirksamkeit der künstlichen
Lunge zu erhöhenden Hämglobin-Anteil zugeführt
wird, und, andererseits, Kohlendioxid als Stoffwechselprodukt
aus den Körpergeweben wie in der natürlichen Lunge
von dem raten Blutfarbstoff in den Abluft-Anschluß wieder
abgegeben wird.
31. Gasaustauschendes Gewebe aus einem Geflecht
einzelner poröser Hohlfasern für Organ-Unterstützungs
system nach Anspruch 1-30, dadurch
gekennzeichnet, daß in die luftführenden
Fasern (z. B. 105) der gebündelten Hohlfaser-Gewebeschläuche (116)
Verringerung der Oberflächenspannung mit besserer Durch
gängigkeit der Poren für den Gastransport Surfaktant, oder
ein anderes Oberflächenspannungs-aktives Mittel z. B. über
den Medikamenten-Zugang-Anschluß (101) zugeführt wird.
32. Gasaustauschendes Gewebe aus einem Geflecht einzelner
poröser Hohlfasern, z. B. für ein Organ-Unterstützungs
system nach Anspruch 1-31, dadurch
gekennzeichnet, daß in die Blutbeutel (BB1, BB2)
gasaustauschende Gewebe (GG), andere, osmotisch, elektromagnetisch
oder chemisch, im Sinne einer Wärme- und oder Stoffübertragung,
z. B., die Molekül-Konzentration in den Blutbeuteln (BB1,2)
ändernde, oder, z. B. durch in der porösen Blutbeutelwand (BB1,2)
oder ihrer inneren Beschichtung (99i1,2 ), z. B. medikamentös
wirkende Substanzen, eingebracht sind.
33. Gewebe, aus einem Geflecht einzelner poröser Hohlfasern,
in volumetrisch pumpenden, miteineinder direkt verbundenen,
raumausgleichend wechselweise wirkenden Blutbeuteln (B1, B2),
z. B. ein für Organ-Unterstützungssystem nach Anspruch 1-32,
dadurch gekennzeichnet, daß diese Blut
beutel (BB1, BB2), oder, die einer weiteren Ausführung mit getrennten
Beuteln (B1, B2), auch dann, trotz getrennter Einlaß (EV) - und
Auslaßventile (Av), über die Beutelwand (99W) und die
innere (99i1,2) und andere Beutelschichten, also auch
zwischen den beiden Beuteln (99 1,2) einer Funktions
einheit(99), oder, entsprechend, zwischen mehreren Beuteln
(BB1,2), die in Ringform (z. B. 131, 132), oder zylindrisch
spiralig, oder konisch-spiralig, ineinander schiebbar,
volumetrisch pumpend gestsltet sind, somit im Sinne einer
Wärme- oder Stoffübertragung, mit oder ohne weiterer Zuführung
oder Ableitung von Fluiden und Festetoffen wirksam sind,
und einzelne oder mehrere Fasergeflechte(FG) in den
lichten Weiten dieser Beutel (BB1x, BB2x) parallel, oder
hintereinander jeweils mit einzelnen Hohlfaser-Anschlüssen
(z. B. 103x, 113x, 100x) sind, die auf der Seite der bewegenden
Schubstange (7x), oder des umgebenden Gehäuses(12x), in kurzen
Abständen druckdicht durch diese Bauteile (7x, 12x) zur
Vergleichmäßigung, bzw. zur Verbesserung ihrer Wirkung bei
Verminderung des absoluten Druckabfalls über ihrer Länge,
geführt sind, und diese Gewebsschläuche (z. B. 102x) mit
Schnapp-Steckverschluss dauerhaft und druckdicht
miteinander hintereinander, und mittels Halterung (122)
miteinander und mit den Beuteln (BB1') z. B. fest
und druckdicht verbunden sind, und diese Bauteile so geformt
sind, daß bei ihrer pumpenden Verformung im Betrieb möglichst
geringe schädlichen Druckspannungen im Material auftreten.
34. Herstellung eines Gewebes aus Hohlfasern oder
anderen, porösen, osmotisch wirksamen Materialien
z. B. ein für Organ-Unterstützungssystem nach Anspruch 1-33,
dadurch gekennzeichnet, daß diese Hohl
fasern, z. B. als Gewebeschlauch (102), mit wechselnder Maschen
größe und Maschendichte als innere Schicht mit, günstigerweise
für den Fluidaustausch darin, wechselndem Durchmesser über der
Länge des Schlauches (102), und, sich bei Verengung weiter
öffnenden Maschengrößen, gehäkelt wird, und darüber eine zweite,
äußere Schicht gestrickt wird, deren Fluid-Anschlüsse in
einem Anschluß (113x z. B.) Fluid-leitend zusamengefasst sind,
und die bei der Herstellung von einer Steckhalterung (122 ST)
gehalten werden, und unter Fluideinblasung in die Fasern (z. B. 105x)
miteinander in einer Hohlform (122HF) druckdicht leitend,
einzeln, oder in Vielzahl vergossen werden.
35. Gewebe, aus einem Geflecht einzelner poröser Hohlfasern,
in volumetrisch pumpenden, miteineinder direkt verbundenen,
raumausgleichend wechselweise wirkenden Blutbeuteln (B1,B2),
z. B. ein für Organ-Unterstützungssystem nach Anspruch 1-34,
dadurch gekennzeichnet, daß dieses mit
einer Trägermatrix (122 TM) z. B. durch Einziehen und befestigen
daran hergestellt wird, wodurch einerseits ein minimaler
Wandabstand der Hohlfaserschläuche (z. B. 102) zueinander
gewährleistet ist, und diese andererseits auch einfach
miteinander, und mit den Beutel (BB1x) verknüpft werden,
und diese Hohlfaserschläuche (102, 104) gegenläufig ausgleichend
vorwiegend in gedrallter Form miteinander verbunden sind.
36. Gewebe, aus einem Geflecht einzelner poröser Hohlfasern,
in volumetrisch pumpenden, miteineinder direkt verbundenen,
raumausgleichend wechselweise wirkenden Blutbeuteln (B1,B2),
z. B. ein für Organ-Unterstützungssystem nach Anspruch 1-35,
dadurch gekennzeichnet, daß dieses z. B.
als gasaustauschenden Gewebe (GG), mit elektrochemischer oder
elektromagnetischer Wirkung durch Oberflächenbeschichtung,
Einbringung von elektromagnetisch wirksamen Gels in Schichten
des Gewebes (GG) und durch dessen entsprechend günstig
gestaltete Oberfläche für eine anliegende stoffwechselaktive
Strömungsgrenzschicht mit z. B. Haar- ähnlicher Schuppen-
Form der Oberfläche, die auch eine ungewollte, Austausch
schädliche Verklebung der Oberflächen miteinander z. B.
verhindert, und auch eine schädliche Flatterneigung z. B.,
auch durch zusätzliche strukturierte Gestaltfestigkeit
dämpft, und, durch eine gegenteilige Ladung des Fluides, hier
des Blutes, speziell der raten Blutkörperchen deren Gasaustausch
an den Fasern (z. B. 105x) verbessert wird (Neg. Dipolmoment).
37. Herstellung eines hochwirksamen Fluid-Austauschers
mit einem Gewebes aus Hohlfasern oder anderen,
porösen, osmotisch wirksamen Materialien,
z. B. ein für Organ-Unterstützungssystem nach Anspruch 1-36,
dadurch gekennzeichnet, daß diese Hohl
fasern (z. B. 105xx) zur Vergrößerung ihrer wirksamen Oberflächen
ohne, oder bei nur relativ geringer strömungsdynamischer
Rücksicht unter relativer Vernachlässigung des
Strömungswiderstandes ebenfalls in Schlauchform (102xx)
gebracht werden, indem sie, einerseits, mehrlagig schlauch
förmig, engmaschig, und mit nur geringem Abstand zwischen diesen
z. B. 6 Schichten (102xx 1-102xx 6) fluidleitend verbunden
werden die Maschengröße zusammen mit dem Durchmesser der
Schicht(z. B. 102xx 1) wechselt, und die Anschlüsse
(z. B. 100xx 1 . . . n) daran, mit diesem Schlauch (102xx) jeweils
von außen und der Mitte aus beginnend, spiralig um die ansonsten
hohlen Mitte eines Standzylinders (122xx SZ), und, von
dort, aufsteigend, und unter Abgabe der gesammelten
z. B. Luft-Anschlüsse (z. B. 100) zu deren
einzeln einstellbar gedrosselter Durchführung in
einer Sammelleitung (z. B. 122xx SL) durch die dafür
freizulassende Mitte des Standzylinder (122xx SZ)
zur Außenseite des Zylinders (122xx SZ) weiter um die
gedachte Längsachse (122xx SZ1) des Standzylinders
(122xx SZ) spiralig gewickelt wird, wobei die zweite (122xx SZ2)
spiralige Schicht des Gewebe-Schlauches (102xx) in die
Lücken zwischen der oberen und der unteren (122xx SZ 1, 3)
Schicht liegt, und der Anschluss (z. B. Anschlussleitung
97xx) für das zu behandelnde Fluid wie der andere
Anschluß (z. B. 100xx) spätestens bei Erreichen eines
bestimmten Druckabfalls in der Leitung wieder
zur Außenseite des Standzylinders (122xx SZ) geführt wird.
38. Herstellung eines hochwirksamen Fluid-Austauschers
mit einem Gewebes aus Hohlfasern oder anderen,
porösen, osmotisch wirksamen Materialien,
z. B. ein für Organ-Unterstützungssystem, nach Anspruch 37,
dadurch gekennzeichnet, daß diese Hohl
faser-Gewebsschläuche (102xx) jeweils ein geschlossenes
Ende haben, und gegensinnig, (102xx 1) linksherum, und (102xx
r) rechtsherum im Standzylinder (122 SZ) gewickelt ist in dem
zum Abfangen der mechanischen Gewichtskräfte der Schläuche,
und zur Gewährleistung des Abstandes zueinander,
diese schichtweise (z. B. 122xx SZ 1) in durchlässigen Formstücken
(122xx TM) als Pressteilen eingeschweisst und an der Innenwand
des Standzylinders (122 SZ) übereinander befestigt sind.
39. Herstellung eines hochwirksamen Fluid-Austauschers
mit einem Gewebes aus Hohlfasern oder anderen,
porösen, osmotisch wirksamen Materialien,
z. B. ein für Organ-Unterstützungssystem, nach Anspruch 37,
dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die
verschiedenen Schichten (122xxSZ 1) im Zylinder (122xx SZ)
als auch die verschiedene Schichten (102xx 1 z. B.) der
Schläuche (102xx) jeweils eigene Anschlüsse für jeweils
typische darin befindliche Substanzanteile haben, die
getrennt zu- bzw. abgeleitet werden, was z. B. über, an deren
Anschlüssen (z. B. 106xx) befindliche Membranventile (106xxMV)
geregelt wird.
40. Vollimplantierbares Herz-Lungenfunktions-Unterstützungs
system mit hochwirksamer Reinigungsvorrichtung für Fluid-
Austauscher mit anderen Vorrichtungen und Verfahren, gemäß den
Ansprüchen 1-39 dadurch gekennzeiehnet,
daß mit elektrisch erzeugtem Dampf mit Reinigungszusätzen,
wie Oberflächenspannungs-verringernden Mittel, der Austauscher
im Standzylinder (122xx SZ) vom Dampfgenerator (282) ausgehend,
rückwärts gespült wird, und über ein Überdruckventil (280)
die gelösten Substanzen vor dem Standzylinder(122xx SZ) wieder
herausgespült werden.
41. Vollimplantierbaren Herz-Lungenfunktions-
Unterstützungssystem gemäß dem erweiterten Oberbegriff
der Hauptansprüche 1 und 2, sowie der Ansprüche 3-38
mit Hybrid-Organen in Organ-Behältern (OB),
dadurch gekennzeichnet,
daß die Blutpumpe(VB) im intrakorporalen, intraabdominellen
Kardio-Pulmonalen Bypass (ICPB) auch andere Organe
(z. B. Leber-Ersatz-Organ) mit oder ohne zusätzliche
Blutpumpe(B) betreiben kann, wofür diese Organe, z. B.
die Hybrid-Leber(HL) mit ihrem Organ-Behälter(OB) in
eine besondere Steck-Halterung (86 St) dafür auf der
Patienten-Bauchdecke gesteckt werden, und dieses
Organ dadurch funktionell unterstützend zwischen dem
arteriellen und dem venösen Schenkel des großen
Blutkreislaufes, oder an der natürlichen Pfortader
als, somit funktioneller porto-cavaler-shunt,
als auch Stoffwechsel-entlastende Überbrückung
der funktionellen Leber-Blutwege also, jeweils
evtl. über, auch als Drosselventile wirkende
Nembranpumpen (HL MV1) in diesem und den Blutgefäßen
der Eigenversorgung sowie den ableitenden Gallenwegen
Blutgefäss-seitig zu verbinden ist.
42. Hydraulische Membranventil-Steuerung für Leber-Ersatz-
Organ mit Membranventil-Membranpumpen-Kombination für
vollimplantierbares Herz-Lungenfunktions-Unterstützungs
system gemäß dem erweiterten Oberbegriff der Hauptansprüche
1 und 2, sowie den Ansprüche 3-41 mit Hybrid-Organen
in Organ-Behältern, dadurch gekennzeichnet,
dass eine Membranpumpe(275) mit Rückschlagventilen (275V1, 275V2)
als strömungsgünstiges Drosselventil gestaltet ist, und diese
elektromechanisch mit einen Kurvengetriebe-Motor (276) von einer
zweiten Membranpumpe (273a) über die hydraulische Leitung(275)
angetrieben wird, der von der extrakorporalen oder der
intrakorporalen Steuerelektronik (278) so angesteuert wird,
dass bestimmte minimale oder maximale Soll-Drücke, die
von miniaturisierten Druckfühlern (z. B. 277) in den Leitungen
(275) mit Korrekturgrössen erfasst werden, eingehalten werden,
wobei z. B. 3-Punkt Regler oder PD-Regler Verwendung finden.
43. Hydraulische Membranventil-Steuerung für Leber-Ersatz-
Organ mit Membranventil-Membranpumpen-Kombination für
vollimplantierbares Herz-Lungenfunktions-Unterstützungs
system gemäß dem erweiterten Oberbegriff der Hauptansprüche
1 und 2, sowie den Ansprüche 3-42, mit Hybrid-Organen
in Organ-Behältern, dadurch gekennzeichnet,
dass diese Steuerelektronik (278) auch durch andere Daten,
unabhängig von einem dritten, extrakorporalen Rechner,
selbsttätig für die Blutpumpe (B) speichert, und sinnvoll,
z. B. zur Homothermie, zur Regelung der Temperatur für das
empfindliche Xenotransplantat im Leber-Ersatz-Organ-Modul (274)
in seinem Steckhalter (274 ST), in Steuerbefehle, z. B. für die
antreibenden Membranpumpen (273) umsetzt, und drohende Ausfälle
erkennt, und dann selbsttätig mit dem Alarmmodul (279)
Alarm gibt.
44. Vollimplantierbares Herz-Lungenfunktions-Unterstützungs-
System gemäß dem erweiterten Oberbegriff der Hauptansprüche
1 und 2, sowie den Ansprüche 3-43, mit Hybrid-Organen
in Organ-Behältern, dadurch gekennzeichnet,
dass als Xenotransplantat(Xt) Lungengewebe im Organ-Modul
(274') zum Einsatz kommt, das hierfür mit relativ grossem,
flachem Organ-Behälter (86 OBL) versehen ist, der auch die
physiologischen, Bauch- und Brustkorbs-Atmungs-ähnlichen
Volumen-, und damit Druckschwankungen für das Xenotransplantat
(Xt), in seinem Organ-Beutel (282) erzeugt, der dafür, 3-Schichtig,
mit Gleitmittel (282 Gl)) zwischen den beiden äußeren Schichten
(282 b, c) versehen ist, wofür, mittels Membranpumpe (283),
z. B. der Zwischenraum (282 Zl) zwischen der mittleren und der
äußeren Schicht (282c) pneumatisch oder hydraulisch beauf
schlagt wird.
45. Vollimplantierbares Herz-Lungenfunktions-Unterstützungs
system gemäß dem erweiterten Oberbegriff der Hauptansprüche
1 und 2, sowie den Ansprüche 3-44, mit Hybrid-Organen
in Organ-Behältern, dadurch gekennzeichnet,
daß der mittlere (282b) und der innere Beutel (282a) leicht dehnbar
das Organ (z. B. Xt) umgeben, und mindestens eine Seite(282H)
des Organ-Beutels (282) mit dem Organ-Behälter (86 OBL)
über die äußere Schicht (282c) dauerhaft haltbar verbunden ist,
der als äußere Schicht (282c) gestaltfest im Organ-Behälter
(86 OBL) für die Atmungsfunktion des Transplantates befestigt
ist, das über die, mit der Umgebungsluft des Patienten in
Verbindung stehenden Luftleitungen (284), natürlicherweise
Kohlendioxid mit der "Atemluft" aus den Lungenbläschen
über die Bronchialäste des Organes (z. B. Xt) einerseits, durch
einen von der Membranpumpe(283) bewirkten, relativen äußeren
Überdruck im Zwischenraum (282 Zc) über die Transplantat-Luft
wege (282 L), "ausatmet", und, dadurch aus dem Transplantat-Blut
entfernt, und diesem Blut, und damit dem des Patienten,
andererseits, über die gleichen Membranwände der Lungenbläschen
des Traneplantates (z. B. Xt) stärker mit Sauerstoff-gesättigtere
Luft zur Erhöhung seiner Sauerstoffsättigung als "Atemluft" über
diese gleichen Luftwege (282L) zugeführt wird, wenn die Membran
pumpe (283) einen relativen überdruck im Zwischenraum (282 Zc)im
Vergleich zur Umgebungsluft erzeugt.
46. Vollimplantierbares Herz-Lungenfunktions-Unterstützungs
system gemäß dem erweiterten Oberbegriff der Hauptansprüche
1 und 2, sowie den Ansprüche 3-43, mit implantierten
Hybrid-Organ, dadurch gekennzeichnet,
dass der Organ-Behälter (86 OB) mit einer Luftpumpe (6 HyO)
und zumindest einem Überströmkanal (86 Ü) zwischen den
hydraulischen Anschlüssen, die über Membranventile (z. B. 86M)
über die z. B. mittels Drosselklappen bewirkte Druckdifferenz
über der Luftpumpe (6 Hy0) z. B., gesteuert werden, wobei diese
Membranventile (z. B. 86M) in dem Implantat Über- oder Unterdruck
Funktion haben.
47. Implantierbare, austauschbare künstliche Herzklappe,
besonders für implantierbare Blutpumpen nach einem
der Ansprüche 1-46, mit mehreren künstlichen
Klappensegeln, die vom Blutstrom betätigt werden,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Stahlring (411), an dem ein Stahlbügel (412) im 90 Grad
Winkel angeschweißt ist, an dem die Klappensegel(413a, b),
die z. B. blutverträglich gemachte Xenotransplantate sind,
als eine Einheit (413) mit, um den Stahlbügel(412)
eingerollter Kante (414) mit Steppnaht und Saumstich
vernäht und verklebt ist, nachdem in die freien, gegen den
Stahlring (411) schliessenden Kanten (415a, b) der Klappensegel
(4-13a, b) ein magnetisches Gel (416) eingefüllt und versiegelt
wird, wodurch der Flatterneigungs-hemmende "Chorde
tendinae"-Effekt bewirkt wird, und die Klappen so gestaltet
sind, daß die Klappensegel (z. B. 413a) dabei knickfrei, und
möglichst ohne schädlich hohe Druckspannung im Material
aus einer Endlage (zu) (Fig. 7c) in die andere (offene) (Fig. 7a)
über die Mittellage (7b) rollend wechseln können, wo sie sich
teilweise an das geschlossene Klappensegel(413b) der
Gegenseite als Absperrorgan des Auslaßventiles (AV)
anschmiegen, das mit seinem Stahlring (411) in eine
umlaufende Nut(417) eines Halteringes(418) eingesetzt,
und dort mit einigen Stichen vernäht und versiegelt wird,
wodurch der weitgehend störungsfreie zentrale Blutstrom
durch die künstlichen Herzklappe (410) aus den Blutbeuteln
(z. BB1, BB2) abwechselnd gesichert ist, und Totwasserzonen
mit Blutstillstand, sowie schädliche, ebenfalls thrombogene,
also Gerinnsel-bildende Wirbel vermieden werden, und,
unter Berücksichtigung der erschwerten konstruktiven
Bedingung der Einsetzbarkeit und der Verwendung vernähter
Xenomaterialien, trotz deren schwerer Verformbarkelt in
die typische Klappensegel-Form, und der Einbringung des
Geles (416), trotzdem eine ausreichende Oberflächenglätte
durch besondere Naht und Verklebung bei ausreichender
Festigkeit möglich ist, und der Blutstrom über das eine
Klappensegel (z. B. 413a) dieses Klappensegel(413a) und das
gegenüberliegende Klappensegel (i. B. 413b) bei dessen
Schliessbewegung mit bewegt, also nicht nur durch den
Rückstrom des Blutes gegen das zu schließende Klappen
segel (hier 413b), wodurch sich auch der Reflux-Verlust,
der Blut-Rückfluss-Verlust auch strömungsdynamisch
vorteilhaft mit geringer Umkehr der Blutströmung verringert.
48. Implantierbare, austauschbare künstliche Herzklappe,
besonders für implantierbare Blutpumpen nach dem
Anspruch 47, mit elektromagnetischer Betätigung
dadurch gekennzeichnet, dass
der Öffnungs- und der Schließvorgang der künstlichen
Herzklappe (410) zusätzlich elektrormagnetisch den natürlichen
Papillarmuskeln und Sehen der natürlichen Klappensegel
teilweise entsprechend, als "erweiterter Chordae-tendinae"-
Effekt kontrolliert wird, und hierzu Elektromagnete (419a, b)
für die Klappensegel (413a, b) in den Auslaß eingesetzt
sind, und diese, nach Verstellweg des die Blutbeutel (BB1,2)
betätigenden Formstempel (FS), des Klappensegels (413a, b)
optoelektronisch und akustisch nach Flattergeräusch
z. B., von einer Steuerelektronik (419) bewegt werden,
und diese Bauteile (416, 419, 419a, b, z. B.) so gestaltet und
miteinander geschaltet sind, daß diese Klappensegel(413a, b)
damit elektromagnetisch auch weitgehend unabhängig vom
Blutstrom dadurch betätigt werden.
49. Implantierbare, austauschbare künstliche Herzklappe,
besonders für implantierbare Blutpumpen nach einem
der Ansprüche 1-48, mit elektromagnetischer Betätigung
dadurch gekennzeichnet, dass
die Klappe (321) des vorzugsweise Einlassventiles (EV, 97)
in Fig. 7d mit den Klappensegeln (322a, b) Teil der
betreffenden Funktionseinheit (99) mit den Blutbeuteln
(BB1,2) ist, und jedes Klappensegel (z. B. 322a) auf ihren
beiden, von der Strömung (Pfeil in Fig. 7d) abgewandten,
freien, dichtenden eingerollten Kanten (323a) mit Steppnaht
(323b) und Saumstich (323c) vernäht und verklebt sind,
wobei eine weitere Steppnaht (323') eine Magnetid-Gel
Füllung als Kissen (324) in einer Tasche (322T) zusammen
mit Klebstoff dauerhaft festhält.
50. Implantierbare, austauschbare künstliche Herzklappe,
besonders für implantierbare Blutpumpen nach dem
Anspruche 49, mit elektromagnetischer Betätigung
dadurch gekennzeichnet, dass
das magnetische Gel (324) mit einer Injektionsnadel
(325) in z. B. die eingerollte Kante (323a) oder das
diesbezüglich günstig zu unterteilende Klappensegel
(322a) eingespritzt wird, und aus einem elastisch
darin aushärtenden Schaum-Material oder Hartgummi ist,
und eine elektromagnetisch betätigte Klappendämpfung(327)
mit elektrischem Anschluß (326) in der dichtenden, auch
dadurch formstabilen Kante des jewailigen Blutbeutels (BB1)
mit z. B. einer, in die eingerollte Kante (323a) vor dem Ein
bringen des Geles (324) eingezogene, elektrische Spule
(327 Sp) dafür eingesetzt ist.
51. Implantierbare, austauschbare künstliche Herzklappe,
besonders für implantierbare Blutpumpen besonders nach
Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet,
dass die Herzklappe so falt- und zusammenrollbar in einer
Folien-Rolle (42O) mit entsprechend geringem Durchmesser
Platz findet, dass sie damit mittels Werkzeug eines
Gefäßkatheters durch die großen Blutgefäße des
Beines zum natürlichen oder künstlichen Herzen vorgeschoben
und, in den natürlichen Herklappen-Ring eingesetzt und
dort entfaltet wird, wofür der Stahlring(411) nur einseitig
mit dem Bügel (412) verbunden wird, sich aber, andererseits,
dieser Stahlring (411) mit seinem Stahldraht(411D), der eine
vom Bügel (412), und diesem Stahldraht(411D), an deren,
auf der anderen Klappenseite verschweißten Übergang,
gebildete Drahtöse (421) durchläuft, und der Stahlring (411)
zusammen mit dem Bügel (412) daran, durch Ziehen an diesem
Stahldrahtes (411D), an dessen freiem Ende in Richtung des
am weitesten vom Ring (411) entfernten Punktes in der Mitte
des Bügels(412) etwa, in eine dünne Garnrollen-Form
gebracht wird, wobei sich die Schenkel des Bügles (412)
auch durch Aufwickeln der Klappensegel (413a, b) darum, und,
durch das Umspannen mit einer, mittels trennendem Reiss-
Faden (422'), nach dem Setzen vor Ort, leicht abreissbaren
Schutzfolie (422) stark aneinander annähern.
52. In vollimplantierbare Organe nach einem oder mehreren
der Ansprüche 1-51 einsetzbare Prüf-Vorrichtung mit einem
Verfahren zur allumfassenden, quasistetigen Kontrolle der
Bauteile und ihrer Materialien,
gekennzeichnet durch das System- Netzwerk
kleiner optoelektronischer Fühler (z. B. 425) mit Vorsätzen (z. B. 461)
für Druck-Vibration (462), Temperatur (464), Elektr.-Strom-,
Flüssigkeits-stromerfassung (akustisch), chemische Größen (463),
sowie Bewegungsmelder - Vorsatz (465), und Kathodenstrahl-Röhren-
Vorsatz(466) zur umfassenden Erfassung des dynamischen Ist-Zustandes
z. B. einer Blutpumpe (EVAD), ihrer bestimmungsgemäßen Funktion bis
in das Detail, mit einer frühestmöglichen Erfassung von Störquellen
mit Fehleranalyse, Herbeiführung einer schonender Kompensations-
Funktion bei Überlastung oder Defekt, sowie die Überwachung von
Reparatur, und die der Funktion zyklisch mit Testprogramm.
53. Verfahren für Prüf-Vorrichtung nach Hauptanspruch 52
zur allumfassenden, quasistetigen Kontrolle von Bauteilen
und ihrer Materialien, dadurch gekennzeichnet,
dass die quasi-ununterbrochenen Fehleranalyse und die
des Reparaturprogramms darauf beruht, daß Fühler, wie z. B. ein
Druckfühler(425) mit ihrem Druck-Vorsatz (462), der auf der
optoelektronisch erfassten Veränderung des Abbildes einer
Spiegelung eines Laserlichtstrahles aus einem Laser(467)
über Glasfaserleiter(468) an einem Parabolreflektor(469)
z. B., dessen Bild optoelektronisch von einem, grundsätzlich
auch bekannten, lichtempfindlichen Baustein (470) mit vielen
einzelnen Helligkeits-empfindlichen Feldern mit dadurch
veränderter elektrischer Leitfähigkeit elektronisch umgesetzt
wird, und dessen Daten dann noch dezentral von einem Rechnerbau
stein (427) mit einem vorgegebenen Toleranzfeld verglichen werden,
ähnlich einer mehrdimensionalen Bildsubtraktion, d. h. dem
gedachten, weil vieldimensionalen Abziehen von "Bildinhalten"
voneinander erfolgt, wonach nur nur auffällige, "neue", nicht
normale Bereiche, also Werte, außerhalb des Toleranzfeldes, zu
einer zentralen Recheneinheit(439) mit ebenfalls einstellbarer
(Fehler) Kennfeldvorgabe (437), die daraufhin gezielt weitere
Daten, z. B. über Röntgenbilder mittels der eingebauten ("Fernseh")
Kath.-Elektronenstrahlröhren und einem anderen, oder umschaltbaren
Rechnerbaustein (470) genauer abfragt.
54. Vielseitiger optoelektronischer oder anderer Fühler (z. B. 425)
für Verfahren nach Anspruch 53, dadurch gekenn
zeichnet, dass
ein Druck-Vorsatz (462) mit druckabhängigem Verstellzylinder (462z),
oder einer feinen Membran (462m), die den Parabolreflektor (469D) bewegen,
oder ein Temperatur-Vorsatz (464) mit verstellendem Thermoelement (464T),
ein Bewegungs-Vorsatz (465) bei dem der Reflektor (469B) sich frei vor
einem Bilddaten-gebenden Baustein (470) bewegt, eingebaut sind und
z. B. chemische Daten liefernde Fühler mit Vorsatz (463) nach
Indikator-Prinzip des Farbunschlages bei chemisch-physikalischer
Änderung eingesetzt werden.
55. Vielseitiger optoelektronischer oder anderer Fühler (z. B. 425)
für Verfahren nach Anspruch 54, dadurch gekenn
zeichnet, dass andere Fühler (425-434), oder ein Teil des
Druck-Vorsatzes (462), oder dessen Membran (462m) z. B. vibrierend
das Bild des damit (Dicke 462d) lichtdurchscheinend (semitransparent)
abgedeckten Parabolspiegels (459d) auf den lichtempfindlichen
Bilddaten-gebenden Segmenten des Bausteins (470, z. B. umschaltbar)
ändern, wobei höhere Drücke vom Kolben (462K)
im Zylinder (462) ebenfalls, aber typisch anders Bilddaten
ändernd (<470), Druck-anpassend für eine frei schwingende Membran
(462m) erfasst werden.
56. Vielseitiger optoelektronischer oder anderer Fühler (z. B. 425)
und Verfahren nach Anspruch 55, dadurch gekenn
zeichnet, dass
Umfassende Datenmengen, vieldimensionalen "Bildern" aller
Fühler (z. B. 425) und Realbilder im Rechner (427) schon dezentral
überlagert und überprüft werden, und das quasistetige
Kontroll-Verfahren (viele Fühler 425-434 z. B. mit
Umschaltung) über das Prinzip dezentralen Datenverarbeitung
mit Weiterleitung mit Mehrfach-Nutzung von Bauteilen
die Datenmenge der Zentralen-Recheneinheit (439) und
den Zeitverlust reduziert, und steigert die Genauigkeit der
Fehlersuche, und dies auch durch Verknüpfung der Rechner
(z. B. 439) mit gleichartigen im Gerät, und äußeren
Datenverarbeitungsanlagen (Datenübertragung), wofür mehrere
Recheneinheiten (wie 439) die für die Steuerung (441) der
z. B. Blutpumpe wichtigen Daten parallel verarbeiten, woraus
eine zentrale Recheneinheit (439M) einen Durchschnittswert
bildet, und die Recheneinheiten (wie 439) mit der größten
Abweichung davon danach so lange unberücksichtigt läßt
(bei der Regelung z. B.), bis z. B. andere größere Abweichungen
zeigen, und die Lichtleitung (z. B.) der Fühler-Vorsätze
(z. B. 461-465 zentral über Glasfaser-Lichtleiter (468) vom
Laser (467), z. B., erfolgt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10053661A DE10053661A1 (de) | 1999-08-04 | 2000-08-01 | Vollimplantierbares Organ-Unterstützungssystem |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19936692 | 1999-08-04 | ||
DE10053661A DE10053661A1 (de) | 1999-08-04 | 2000-08-01 | Vollimplantierbares Organ-Unterstützungssystem |
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Publication Number | Publication Date |
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DE10053661A1 true DE10053661A1 (de) | 2001-10-25 |
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Family Applications (1)
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DE10053661A Withdrawn DE10053661A1 (de) | 1999-08-04 | 2000-08-01 | Vollimplantierbares Organ-Unterstützungssystem |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10053661A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008057481A1 (en) * | 2006-11-03 | 2008-05-15 | The University Of Utah | Ventricular assist device capable of implantation of stem cells |
CN118121829A (zh) * | 2024-05-06 | 2024-06-04 | 中日友好医院(中日友好临床医学研究所) | 一种支气管单向活瓣 |
-
2000
- 2000-08-01 DE DE10053661A patent/DE10053661A1/de not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008057481A1 (en) * | 2006-11-03 | 2008-05-15 | The University Of Utah | Ventricular assist device capable of implantation of stem cells |
CN118121829A (zh) * | 2024-05-06 | 2024-06-04 | 中日友好医院(中日友好临床医学研究所) | 一种支气管单向活瓣 |
CN118121829B (zh) * | 2024-05-06 | 2024-07-09 | 中日友好医院(中日友好临床医学研究所) | 一种支气管单向活瓣 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8120 | Willingness to grant licences paragraph 23 | ||
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R016 | Response to examination communication | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20130301 |