DE102005018612A1 - Vorrichtung zur Aufrechterhaltung eines extrakorporalen Blutkreislaufs - Google Patents

Vorrichtung zur Aufrechterhaltung eines extrakorporalen Blutkreislaufs

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DE102005018612A1
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Ralf Engelhardt
Karin Skrodzki
Frank Stickel
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Maquet Cardiopulmonary AG
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Maquet Cardiopulmonary AG
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    • A61M1/00Suction or pumping devices for medical purposes; Devices for carrying-off, for treatment of, or for carrying-over, body-liquids; Drainage systems
    • A61M1/36Other treatment of blood in a by-pass of the natural circulatory system, e.g. temperature adaptation, irradiation ; Extra-corporeal blood circuits
    • A61M1/3621Extra-corporeal blood circuits

Abstract

Eine Vorrichtung zur Aufrechterhaltung eines extrakorporalen Blutkreislaufs (10) ermöglicht auf einem Träger (38) die Anordnung von verschiedenen Vorrichtungskomponenten, wie eine Blasenfalle (32), eine Blutpumpe (33), einen Oxygenator (34) und ein arterielles Blutfilter (36). Die einzelnen Vorrichtungskomponenten sind über Leitungen miteinander verbunden und es sind am Träger (38) weitere Leitungsanschlüsse und Halterungen vorgesehen, damit Leitungsanschlüsse und Leitungen der Vorrichtung (30') eindeutig und sicher geführt und ohne Fehlkonnektionen angeschlossen werden können. Zu der Vorrichtung (30') führt eine Leitung, in der venöses Blut strömen kann, und von der Vorrichtung führt eine Leitung zum Patienten, mit der dem Patienten sauerstoffangereichertes Blut zugeführt werden kann. Die erfindungsgemäße Vorrichtung (30') zeichnet sich durch eine sehr kompakte Bauweise aus und die extrakorporal aufzubereitende Blutmenge wird klein gehalten.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufrechterhaltung eines extrakorporalen Blutkreislaufs, die in der Herzchirurgie eingesetzt wird. Beispielsweise muss zur Durchführung einer Perfusion im Rahmen der Herzchirurgie oder der postoperativen Kreislaufunterstützung venöses Blut aus dem Körper eines Patienten aufbereitet werden, weil die Herzfunktion eines Patienten während einer Operation unterbrochen bzw. reduziert ist. Dazu wird das venöse Blut in bekannter Weise so aufbereitet und mit Sauerstoff angereichert, dass es dem Kreislaufsystem eines Patienten zugeführt werden kann und dadurch alle notwendigen Organfunktionen während einer Operation aufrechterhalten werden können.
  • Bekannte Vorrichtungen zur Aufrechterhaltung eines extrakorporalen Blutkreislaufs sind sehr komplex aufgebaut und es ist nicht nur zeitaufwändig eine derartige Vorrichtung an einen Patienten fachgerecht anzuschließen, sondern es ist auch das Fachwissen von erfahrenen Chirurgen und Kardiotechnikern notwendig, um eine derartige bekannte Vorrichtung funktionsgerecht zu betreiben.
  • Aus der Patentschrift US 6,811,749 B2 ist eine Vorrichtung zur Aufrechterhaltung eines extrakorporalen Blutkreislaufs bekannt geworden, die gegenüber den bekannten Vorrichtung kompakter aufgebaut ist, weil sie Teilkomponenten der Vorrichtung zusammenfasst und es dem Fachpersonal erleichtert wird, eine derartige Vorrichtung im Rahmen beispielsweise einer Herzbypass-Chirurgie an einen Patienten anzuschließen. Die kompakt als Einheit aufgebaute Vorrichtung umfasst unter anderen Vorrichtungsausbildungen ein Blutreservoir und einen Blutoxigenator. Das aus einem Patienten ausgeleitete venöse Blut strömt in das Blutreservoir und möglicherweise im System angereicherte Gasblasen werden in diesem Blutreservoir ausgeleitet, bevor das venöse Blut im weiteren Kreislauf sauerstoffangereichert wird, damit man es einem Patienten wieder zuführen kann.
  • Das Blutreservoir kann Gasblasen nur dann sicher aus dem Blutstrom entfernen, wenn es mit einer größeren Blutmenge gefüllt betrieben wird. Dies führt zu einer unerwünschten Vergrößerung des sich im extrakorporalen Kreislauf befindlichen Blutvolumens sowie zu einer Vergrößerung der mit dem Blut in Kontakt kommenden Fremdoberflächen und der sich daraus ergebenden Aktivierung von Entzündungs- und Abwehrreaktionen. In der Praxis führt dies dazu, dass das Blut im Regelfall um das Reservoir geleitet wird und nur im Falle eines Auftretens von Gasblasen das Blut durch das Reservoir geleitet wird, mit den Gefahren, dass kleine Gasblasen unerkannt und damit im Blutstrom verbleiben und dass bei plötzlichem Lufteintritt in das System die Reaktionszeit nicht ausreicht, die Blutführung auf das Reservoir umzustellen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, neben einer wartungsfreundlicheren, übersichtlicheren Vorrichtung zur Aufrechterhaltung eines extrakorporalen Blutkreislaufs, die extrakorporal befindliche Blutmenge im Kreislauf zur Aufbereitung zu einem sauerstoffangereicherten Blut sowie die mit dem Blut in Kontakt stehende, dem Körper fremde Oberfläche möglichst gering zu halten.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mittels einer Vorrichtung zur Aufrechterhaltung eines extrakorporalen Blutkreislaufs dadurch gelöst, dass die Vorrichtung mindestens eine Blasenfalle unmittelbar nach dem Ausleiten des venösen Bluts aus dem Körper eines Patienten aufweist, an die sich eine Pumpe, ein Oxygenator und ein arterielles Blutfilter anschließt, wobei die Vorrichtungskomponenten über Leitungen miteinander verbunden sind und eine venöse Blutleitung zu der Vorrichtung und eine arterielle, von der Vorrichtung abführende Blutleitung vorgesehen ist.
  • Dies hat den Vorteil, dass das aufzubereitende venöse Blut innerhalb einer sehr kompakt zu haltenden Vorrichtung zuerst sicher in einer Blasenfalle von Gaseinschlüssen befreit wird. Gaseinschlüsse können sich bei der weiteren Blutaufbereitung nachteilig auf die Gesamtblutaufbereitung auswirken, weil Gasblasen beispielsweise in der Pumpe zu kleineren Gasblasen dispergiert werden können. Das aufzubereitende Blut sollte jedoch vor dem Einströmen in den Oxygenator, in dem das Blut erwärmt werden kann und auch dort definiert sauerstoffangereichert wird, blasenfrei sein. Dies wird über die sehr kompakt gehaltene Blasenfalle erreicht.
  • Nachdem die Blasenfalle in ihren Ausmessungen klein gehalten werden kann, erlaubt sie eine permanente Durchleitung des gesamten aufzubereitenden Bluts. Es kann auch die gesamte Vorrichtung räumlich klein gehalten werden, d. h. die Leitungen von der Blasenfalle zu der Pumpe, die das aufzubereitende Blut im Kreislauf fördert, können kurz gehalten werden. Unmittelbar an die Pumpe grenzt ein an sich bekannter Oxygenator an, in dem das Blut temperaturstabilisiert und dort in einem gewünschten Umfang auch sauerstoffangereichert wird. Von dem Oxygenator strömt das nunmehr aufbereitete Blut in ein arterielles Blutfilter, indem sichergestellt wird, dass das aus diesem Blutfilter ausströmende Blut, das dem Patienten zugeführt wird, keine unzulässigen Gaseinschlüsse oder Gerinsel bzw. andere Agglomerationen enthält.
  • Die Vorrichtungskomponenten, wie Blasenfalle, Pumpe, Oxygenator und arterielles Blutfilter sind auf einem Träger, wie beispielsweise einer Platte, sehr kompakt angeordnet. Die Leitungen zwischen den einzelnen Vorrichtungskomponenten sind sehr kurz gehalten, sodass die extrakorporal strömende Blutmenge sehr klein gehalten werden kann. Die Leitungen zu und zwischen den Vorrichtungskomponenten können geeignete Vorrichtungen und Konnektoren enthalten, um bei Bedarf weitere Schläuche und Vorrichtungen anzuschließen.
  • Sowohl die Leitungen, die die Vorrichtungskomponenten untereinander verbinden, wie auch die zuführende Leitung zu der Vorrichtung und die abführende Leitung von der Vorrichtung zum Patienten können wie die Vorrichtungskomponenten selbst auf dem Träger einzeln ausgetauscht werden.
  • Weiterhin sind Leitungen vorgesehen, die dem Oxygenator Sauerstoff zuführen. Es können ebenfalls weitere Bypassleitungen vorgesehen sein, die Kurzschlüsse zwischen den einzelnen Vorrichtungskomponenten ermöglichen.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Träger als Platte ausgeformt, und von der Plattenoberfläche stehen zumindest einseitig Haltenoppen und/oder Ausformungen ab, und/oder Ausformungen sind in die Plattenoberfläche eingeprägt, die auf die Form, Größe und Tiefe der einzelnen Vorrichtungskomponenten abgestimmt sind. Dies hat den Vorteil, dass einzelne Vorrichtungskomponenten nur an bestimmten Stellen des Trägers eingefügt werden können und die einzelnen Vorrichtungskomponenten sind leicht austauschbar. Eine fehlerhafte Konnektierung der einzelnen Vorrichtungskomponenten untereinander wird dadurch ausgeschlossen.
  • Fehlerhafte Anschlüsse unter den Vorrichtungskomponenten und von der Vorrichtung zum Patienten werden unterbunden, und nur bestimmte Konnektierungsmöglichkeiten sind möglich, die den sicheren Betrieb der Vorrichtung zur Aufrechterhaltung eines extrakorporalen Blutkreislaufs sicherstellen.
  • Zu diesem Zweck können auf dem Träger oder der Platte Leitungsanschlüsse oder weitere Halterungen vorgesehen sein, die nur eindeutige Konnektierungen ermöglichen.
  • Weiterhin sind erfindungsgemäß an der Vorrichtung Leitungen vorgesehen, die es ermöglichen, dass die gesamte Vorrichtung zur Aufrechterhaltung eines extrakorporalen Blutkreislaufs auch vor dem Durchströmen des aufzubereitenden Blutes von einer Flüssigkeit durchströmt werden kann, wie beispielsweise einer Salzlösung, die nach dem Durchströmen der Vorrichtung aus dem Kreislauf herausgeleitet werden kann.
  • Als Pumpe zur Aufrechterhaltung des extrakorporalen Blutkreislaufs wird bevorzugt eine Rotationspumpe eingesetzt, an die ein Antrieb angekoppelt werden kann.
  • In den nachfolgenden Figuren wird im Rahmen eines Ausführungsbeispiels die erfindungsgemäße Vorrichtung beispielhaft beschrieben.
  • Es zeigt:
  • 1 ein Fließschema für eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Aufrechterhaltung eines extrakorporalen Blutkreislaufs; und
  • 2 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Aufrechterhaltung eines extrakorporalen Blutkreislaufs ohne Blutfilter in dreidimensionaler Darstellung;
  • 3 eine der 2 entsprechende Darstellung einer Vorrichtung mit Blutfilter.
  • Die Figuren der Zeichnung zeigen den Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung stark schematisiert. Die einzelnen Darstellungen sind nicht maßstäblich zu verstehen.
  • In den Figuren ist jeweils ein arterielles Blutfilter gezeigt und auch beschrieben, das nicht zwingender Bestandteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung sein muss. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann im Normalfall ohne ein arterielles Blutfilter betrieben werden.
  • 1 zeigt mit 10 ein Fließschema einer Vorrichtung zur Aufrechterhaltung eines extrakorporalen Blutkreislaufs, wie er erfindungsgemäß ausgebildet ist. Einem Patienten 12 wird im Rahmen einer Herzchirurgie venöses Blut 14 in Pfeilrichtung 15 aus dem Körper abgeleitet und einer Blasenfalle 16 zugeführt. Nach dem Durchströmen der Blasenfalle 16 strömt das aufzubereitende, blasenfrei venöse Blut 14 durch eine Pumpe 18, bevorzugt eine Rotationspumpe, die den extrakorporalen Blutkreislauf aufrechterhält.
  • In Pfeilrichtung 19 wird das aufzubereitende Blut einem Oxygenator 20 zugeführt und von dort strömt das sauerstoffangereicherte und temperaturstabilisierte Blut in Pfeilrichtung 21 in ein arterielles Blutfilter 22, das sicherstellt, dass das aufbereitete Blut in Pfeilrichtung 23 anforderungsgemäß aufbereitet, dem Patienten 12 wieder zugeführt werden kann, damit alle während einer Operation notwendigen Körperfunktionen aufrechterhalten werden können.
  • 2 zeigt mit 30 eine Vorrichtung zur Aufrechterhaltung eines extrakorporalen Blutkreislaufs, die sehr kompakt ausgebildet ist. Die Vorrichtung umfasst Vorrichtungskomponenten, wie eine Blasenfalle 32, eine Blutpumpe 33, vorzugsweise eine Rotationspumpe und einen Oxygenator 34. Diese Vorrichtungskomponenten sind auf einem Träger 38, beispielsweise einer aus Kunststoff gefertigten Tiefziehschale, angeordnet und dort sicher ausgerichtet und im Bedarfsfall austauschbar gehalten.
  • Das aufzubereitende venöse Blut fließt in Pfeilrichtung 39 der Blasenfalle 32 zu und verlässt die Blasenfalle 32 in Pfeilrichtung 41. Das blasengereinigte venöse Blut 14 durchströmt die Blutpumpe 33 in Pfeilrichtung 43. Die Blutpumpe 33 führt das aufzubereitende Blut in Pfeilrichtung 45 dem Oxygenator 34 zu, in dem das aufzubereitende Blut sauerstoffangereichert wird. Sofern notwendig, kann im Oxygenator 34 das sauerstoffangereicherte Blut auch temperaturstabilisiert werden. Das sauerstoffangereicherte Blut verlässt den Oxygenator 34 in Pfeilrichtung 47 und wird von dort dem Patienten wieder zugeführt.
  • Die an der Vorrichtung angeordneten Vorrichtungskomponenten sind über Schlauchleitungen verbunden. Es können zusätzliche Leitungen vorgesehen sein, die beispielsweise den Oxygenator 34 mit Sauerstoff versorgen.
  • An dem Träger 38 sind weiterhin Leitungsanschlüsse, Halterungen 53, vorgesehen, die nur bestimmte Konnektierungen zulassen, damit keine Fehlanschlüsse an der erfindungsgemäßen Vorrichtung 30 vorgenommen werden können.
  • Am Träger 38 selbst sind Haltenoppen 54, 55 und Ausformungen 56 vorgesehen, die die einzelnen Vorrichtungskomponenten ausgerichtet und sicher halten können. Bei einem Austausch der einzelnen Vorrichtungskomponenten sind keine Fehlanordnungen auf dem Träger 38 möglich, weit die einzelnen Vorrichtungskomponenten nur in einer bestimmten Ausrichtung in den Träger 38 eingesetzt werden können. Über die Haltenoppen 54, 55 können einzelne Vorrichtungskomponenten schnell, einfach und sicher ausgetauscht werden.
  • Im Gegensatz zur Vorrichtung 30 aus 2 zeigt 3 eine Vorrichtung 30', die neben den Komponenten Blasenfalle 32, Blutpumpe 33, Oxygenator 34 außerdem ein arterielles Blutfilter 36 aufweist, das in der Ausformung 56 des Trägers 38 gehalten ist.
  • Das sauerstoffangereicherte Blut verlässt in Pfeilrichtung 47 den Oxygenator 34 und strömt in Pfeilrichtung 49 dem arteriellen Blutfilter 36 zu. Patientenaufbereitet verlässt das sauerstoffangereicherte Blut in Pfeilrichtung 51 die Vorrichtung und kann von dort aus einem Patienten zur Aufrechterhaltung aller Organfunktionen während einer Operation zugeführt werden.
  • Eine Vorrichtung zur Aufrechterhaltung eines extrakorporalen Blutkreislaufs 10 ermöglicht auf einem Träger 38 die Anordnung von verschiedenen Vorrichtungskomponenten, wie eine Blasenfalle 32, eine Blutpumpe 33, einen Oxygenator 34 und ein arterielles Blutfilter 36. Die einzelnen Vorrichtungskomponenten sind über Leitungen miteinander verbunden und es sind am Träger 38 weitere Leitungsanschlüsse und Halterungen vorgesehen, damit Leitungsanschlüsse und Leitungen der Vorrichtung 30 eindeutig und sicher geführt und ohne Fehlkonnektionen angeschlossen werden können. Zu der Vorrichtung 30 führt eine Leitung, in der venöses Blut strömen kann und von der Vorrichtung führt eine Leitung zum Patienten, mit der dem Patienten sauerstoffangereichertes Blut zugeführt werden kann. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 30 zeichnet sich durch eine sehr kompakte Bauweise aus und die extrakorporal aufzubereitende Blutmenge wird klein gehalten.

Claims (10)

  1. Vorrichtung zur Aufrechterhaltung eines extrakorporalen Blutkreislaufs (10), die an oder auf einem Träger (38) Vorrichtungskomponenten aufweist, die mindestens eine Blasenfalle (16, 32), eine Pumpe (18, 33) und einen Oxygenator (20, 34) umfassen, wobei die Vorrichtungskomponenten über Leitungen miteinander verbunden sind und eine venöse Blutleitung zu der Vorrichtung (30, 30') und eine arterielle, von der Vorrichtung (30, 30') wegführende Blutleitung vorgesehen ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an oder auf dem Träger (38) ein arterielles Blutfilter (22, 36) vorgesehen ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die am Träger (38) befestigten Vorrichtungskomponenten einzeln und unabhängig voneinander austauschbar sind.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zu- und abführenden Leitungen von der Vorrichtung (30, 30') und die Leitungen zwischen den Vorrichtungskomponenten austauschbar sind.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Bypass-Leitungen Fluid zu- und abführend an den Vorrichtungskomponenten vorgesehen sind.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (38) die Form einer Platte aufweist, die von der Plattenoberfläche zumindest einseitig abstehende Haltenoppen (54, 55) und/oder Ausformungen (56) aufweist, die auf die Form, Größe und Tiefe der einzelnen Vorrichtungskomponenten abgestimmt sind.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in, an oder auf dem Träger (38) oder der Platte Leitungsanschlüsse und/oder Halterungen (53) vorgesehen sind.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in die Leitungen und in die Vorrichtungskomponenten der Vorrichtung (30, 30') vor einem Blutdurchfluss eine Flüssigkeit, wie eine Salzlösung, ein- und ausleitbar ist.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Pumpe (18, 33) eine Rotationspumpe vorgesehen ist.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die am Träger (38) befestigten Vorrichtungskomponenten an mit dem extrakorporalen Blut in Berührung kommenden Oberflächen eine die Blutverträglichkeit fördernde Beschichtung aufweisen.
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