-
Die Erfindung betrifft ein implantierbares Hydrocephalusventil, auch Hydrozephalusventil genannt.
-
Hydrocephalus-Patienten haben folgendes medizinisches Problem: Das Gehirn ist im Schädel umgeben von einer besonderen Flüssigkeit, der Cerebrospinalflüssigkeit, nachfolgend Liquor genannt.
-
Dieser Liquor wird ständig produziert und im gleichen Maße resorbiert. Bei der Erkrankung des Hydrocephalus, auch Wasserkopf genannt, ist dieses Gleichgewicht
gestört. Da der Schädel ein geschlossenes Gefäß darstellt, kommt es zu einer Vergrößerung, wenn mehr Liquor produziert als resorbiert wird. Durch die Vergrößerung können beim Säugling die Schädelnähte nicht zusammenwachsen, beim Erwachsenen steigt der Schädelinnendruck. Es gibt also ein Alters- und Kinderhydrocephalus.
-
Hydrocephalus lässt sich in seinen Formen in Hydrocephalus internus, Hydrocephalus externus, Hydrocephalus externus et internus, Normaldruckhydrocephalus und Hydrocephalus e vacuo unterscheiden.
-
Die Behandlung eines Hydrocephalus erfolgte ursprünglich durch die bloße Ableitung des Liquors. Dies geschah durch die bloße Schlauchverbindung zwischen dem Schädel und einem großen venösen Blutgefäß oder durch eine entsprechende Verbindung des Schädels über einen Schlauch mit dem Bauchraum. Bald erkannte man jedoch, dass der Druck im Schädel einen bestimmten physiologischen Wert besitzen muss, wenn nicht wieder andere Komplikationen auftreten sollen.
-
Moderne Therapien des Hydrocephalus nutzen eine implantierbare Drainage, eine künstliche Verbindung zwischen den Hirnkammern im Kopf und einem Ableitungskompartiment, heute meistens dem Bauchraum zur Einstellung eines bestimmen physiologischen Werts.
-
Kern der implantierbaren Drainage ist ein implantierbares Ventil, mit dem die Drainage gesteuert wird.
-
Dieses Ventil wird als Hydrocephalusventil bezeichnet, Die Hydrocephalusventile werden regelmäßig dicht unter der Haut eingepflanzt.
-
Es sind verschiedene Drainagen bekannt mit denen der Druck im Schädel eines Patienten therapiert werden kann. Die Drainagen sollen sich bei einem bestimmten kritischen Druck öffnen und den Abfluss von Liquor freigeben, so dass eine Bildung eines Überdrucks im Schädel verhindert wird. Üblicherweise werden diese Drainagen zum Schutz vor einem Überdruck an Cerebrospinalflüssigkeit (CSF) als sogenannte Shunts oder Ableitungen bezeichnet. Derartige Drainagen werden im Bereich des Kopfes unter der Haut implantiert.
-
Eine Definition des Begriffs Shunts ist nach Miethke: jede künstliche hydraulische Verbindung zwischen einem ersten Körperteil, das Cerebrospinalflüssigkeit enthält und einem zweiten Körperteil, welches selbige aufnehmen kann, vgl. The Cerebrospinal Fluid Shunts, Seite 130/131, (Quelle 1). Zum Thema Hydrocephalus sind weitere Quellen das Buch Normal Pressure Hydrocephalus, Fritsch et al., 2014 (Quelle 2) sowie die Normen EN ISO 7197 (Quelle 4) und EN ISO 1463 (Quelle 5).
-
Miethke schlägt in Quelle 1 eine zweifache Gruppierung vor, vgl. dazu Tabelle 1. In einer ersten Untergruppierung unterteilt er Ventile nach ihrem Wirkprinzipien in Differenz-Druckventile und Hydrostatische Ventile. In einer zweiten Untergruppierung differenziert er Ventile in nicht einstellbare und einstellbare Ventiltypen.
Tabelle 1: Wirkprinzipen von Shunts, Quelle 1, Seite 117
| Ventil | Fest | Einstellbar |
| Differenz-Druckventile |
| Silikonschlitzventile | X | |
| Membranventile | X | |
| Kugelkonusventile | X | X |
| Hydrostatische-Ventilprinzipien |
| Anti Siphon Device Prinzipien | X | |
| Fluss reduzierende Prinzipien | X | |
| Gravitationsbasierte Prinzipien | X | X |
-
Bei den nicht einstellbaren Hydrocephalusventilen ist evident, dass die Ventile in Abhängigkeit vom Liquordruck eine bestimmte Durchströmung zeigen. Die Durchströmung bezeichnet das strömende Liquorvolumen pro Zeiteinheit. Wenn zu jedem Liquordruck die zugehörige Durchströmung in einer Grafik aufgezeichnet wird, ergibt sich die Ventilkennlinie.
-
Bei den einstellbaren Hydrocephalusventilen bleibt das Ventil zwischen zwei Einstellungen konstant. Zu jeder Einstellung gibt es eine andere Ventilkennlinie. Die Praxis zeigt, dass die verschiedenen Kennlinien eines Ventils sich ähneln.
-
Im Folgenden sind einige bedeutsame Hydrocephalusventile beschrieben.
-
Die
US 8870809 lehrt ein implantierbares Hydrocephalussystem zur Behandlung von Hydrocephalus Patienten mit Medikamenten. Die Lehre schlägt vor, Medikamente in die Gehirnventrikel von Patienten, mittels Liquiden bzw. Flüssigkeiten oder deren Hilfe zu verbringen. Dazu sind die Medikamente in einen Hohlraum, eine Kavität des Hydrocephalussystems abzugeben, so dass sie von dort durch einen Ventrikelkatheter in die Gehirnventrikel hydraulisch drückbar sind. Nach der Lehre ist dazu ein System notwendig, dass in einem Zustand medikamentöse Flüssigkeiten aufnimmt, und diese in einem anderen Zustand in Richtung der Gehirnventrikel verbringt. Das System setzt damit einen Ventil voraus und umfasst daher ein Ventil Arrangement mit einer Ventilklappe in einem Gehäuse mit einem Einlass und einem Auslass. Das Ventil Arrangement, der Ventil öffnet oder schließt den Einlass des Hydrocephalussystems in Abhängigkeit des medikamentösen Flüssigkeitsdrucks in der Kavität.
-
Die
DE 38 35 788 A1 lehrt gemäß
EP 1 523 635 B1 Absatz [0003] ein schnell, schaltendes Kugelventil. Phänomenologisch ist dieses ein Betätigungsmechanismus, der eine Kugel zum Freigeben oder Verschließen einer Durchlassöffnung bewegt. Im geschlossenen Zustand des Ventils wird die Kugel durch einen anderen Druck einer Gasströmung gegen die Durchlassöffnung gepresst. Zur Freigabe der Durchlassordnung stößt der Betätigungsmechanismus die Kugel seitlich von der Durchlassöffnung weg.
-
Die
EP 1523 635 B1 schlägt ein Ventil mit kompakten Formgedächtnislegierungsantrieb vor. Der Vorschlag bietet eine Lösung an, um ein Ventil bereitzustellen, dass Betätigungswege im Millimeterbereich ermöglicht. Dem Prinzip nach kombiniert der Vorschlag einen Grundkörper mit einer Durchlassöffnung zum Verschließen und Freigeben der Durchlassöffnung mit zwei drahtförmigen Elementen, insbesondere SMA-Drähte (Shape-Memory-Alloy) aus einer Form-Gedächtnis-Legierung als Betätigungsmechanismus. Diese verkürzen sich wechselseitig in Abhängigkeit einer Temperaturveränderung. Die SMA-Drähte stehen dabei derart mit dem Ventilkörper in Verbindung, dass dieser bei einseitiger Verkürzung des einen Elements von einer stabilen Lage auf der Durchlassöffnung in eine stabile Lage neben der Durchlassöffnung und bei einseitiger Verkürzung des anderen Elements wieder in die stabile Lage auf der Durchlassöffnung bewegt werden kann. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung resultiert ein Ventil mit binärer Öffnungscharakteristik. Phänomenologisch resultiert die Funktion des Schaltens auch hier auseiner Positionsmanipulation eines Ventilkörpers vor einer Durchlassöffnung.
-
Neben Form-Gedächtnis-Legierungen ist im der Technik auch bekannt, Elektromagneten als Ventil zum Öffnen und Freigeben von Durchlassöffnung zu verwenden. Dafür weisen Kugelventile Durchlassöffnungen eine Kugelund einen Betätigungsmechanismus auf. In geschlossenem Zustand des Ventils wird die Kugel durch einen anliegenden Druck, z.B einer Gasströmung gegen die Durchlassöffnung gepresst, zum Freigeben der Durchlassöffnung bewegt der Betätigungsmechanismus die Kugel von der Durchlassöffnung weg. Hierzu gibt ein Betätigungselement des Betätigungsmechanismus einen seitlichen Stoß auf die Kugel, die sich daraufhin von der Durchlassöffnung bzw. dem Ventilsitz der Durchlassöffnung löst. Als Betätigungsmechanismus zum Verschieben der Kugel wird dabei ein impulsgetriebener Elektromagnet eingesetzt, der nach einer Betätigung durch eine Federkraft wieder in die Ausgangsposition zurückgezogen wird.
-
Ein derartiger Betätigungsmechanismus mit einem Elektromagneten beansprucht erheblichen Bauchraum und weist für viele Anwendungen einen zu hohen Energieverbrauch auf.
-
Alle bekannten implantierbaren Hydrocephalusventile weisen folgende Gattungsmerkmale auf:
- -ein Gehäuse,
- -das einen Einlass, einen Auslass und mindestens einen Betätigungsmechanismus umfasst,
- -wobei der Betätigungsmechanismus den Einlass oder den Auslass mittels eines Körpers in Abhängigkeit vom Liquordruck öffnet oder verschließt.
-
Diese Ventile haben sich bewährt.
-
Nach einem älteren Vorschlag werden sogar Gravitations- Ventile mit Differenzdruck-Ventilen kombiniert.
-
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die Ventil-Kombination zu verbessern.
-
Eine Verbesserung wird mit den Merkmalen des Hauptanspruches erreicht. Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Ausführungsbeispiele.
-
Besonders vorteilhaft ist die Zusammenfassung mehrerer Ventile in einem Gehäuse, vorzugsweise eines Gravitations-Ventils mit einem DifferenzdruckVentil oder einem anderen Ventil in einem gemeinsamen Gehäuse. Das erleichtert die Implantation. Damit entfällt ein Leitungsstück zwischen den beiden Ventilen des älteren Vorschlages. Es reduziert sich der bauliche Aufwand mit der Zusammenfassung beider Ventile in einem einzigen Gehäuse. Außerdem bietet das Gehäuse die Möglichkeit zur günstigen Gestaltung der Verbindung beider Ventile. Die Verbindung wird durch Kanäle gebildet. Der Kanalquerschnitt kann in dem Ventilgehäuse größer gewählt werden als bei einer verbindenden Leitung des älteren Vorschlages. Außerdem können der Übergang von dem einen Ventil zum verbindenden Kanal und vom verbindenden Kanal zum anderen Ventil (zum Beispiel vom Gravitations-Ventil zu dem verbindenden Kanal und vom verbindenden Kanal zum Differenzdruck-Ventil) strömungsgünstiger gestaltet werden. Dies äußert sich in einem geringeren Strömungswiderstand als bei einer Verbindung der beiden Ventile mit einer Leitung wie sie zur Zuführung von Liquor zu dem gemeinsamen Gehäuse und/oder zum Abführen von Liquor von dem gemeinsamen vorgesehen sind.
-
Die bessere Liquorführung gibt der erfindungsgemäßen Anordnung auch mehr Sicherheit gegen Ablagerungen als bei der Anordnung nach dem älteren Vorschlag.
-
Das Gravitations-Ventil besitzt ein Schließteil, üblicherweise eine Kugel, das in der Stehend-Lage des Patienten aufgrund entsprechender Anordnung im Patienten die Drainageleitung unter dem Gewicht des Schließteiles verschließt. In der Liegend-Lage des Patienten öffnet das Ventil schon bei geringem Liquordruck, der das Schließteil in die Offen-Stellung verschiebt. Solche Ventile öffnen ganz oder schließen ganz.
-
Es sind auch Gravitations-Ventile mit zwei Kugeln bekannt, von denen die eine klein und die andere groß ist. Die kleinere Kugel bewirkt in der Schließstellung die Abdichtung im Ventilsitz. Die große Kugel dient der Erhöhung des Gewichtes in der Schließstellung.
-
Die einstellbaren Differenzdruckventile besitzen üblicherweise ein federbelastetes Schließteil, zumeist eine federbelastete Kugel. Bei Überschreiten eines bestimmten Liquordruckes öffnet sich das Schließteil. Die Öffnung vergrößert sich mit zunehmendem Druck gegen den Widerstand der auf dem Schließteil lastenden Feder. In der Liegend-Lage ist der Liquordruck am größten; demzufolge die Öffnung und die Drainage am größten. In der Stehend-Lage ist der Liquordruck am geringsten, demzufolge die Ventilöffnung am geringsten. Differenzdruckventile haben den Vorteil einer stufenlosen Anpassung an Zwischendrücke in Positionen zwischen der Stehend-Lage und der Liegend-Lage.
-
Die Einstellbarkeit solcher Ventile hat darüber hinaus den Vorteil der Anpassung an unterschiedliche Drainagebedürfnisse . Bei unterschiedlichen Patienten sind unterschiedliche Drainagebedürfnisse normal. Aber auch an Einzelpersonen kommt eine Änderung der Einstellung vor. Das ist regelmäßig nach dem Implantieren der Fall, bis die richtige Drainage für das Krankheitsbild gefunden ist.
-
In der Kombination eines Gravitationsventils mit einem Differenzdruckventil tritt das Differenzdruckventil in der Liegend-Lage in Funktion. In der Liegend-Lage ist das Gravitationsventil offen. In der Situation regelt das Differenzdruckventil die Drainage.
-
Das Gravitationsventil kann in Kombination der beiden Ventile dem anderen Ventil in Strömungsrichtung des Liquor im Gehäuse vorgeordnet oder nachgeordnet sein.
-
Vorzugsweise ist von zwei erfindungsgemäß in einem Gehäuse angeordneten Ventilen das eine Ventil am Einlass des Gehäuses und das andere Ventil am Auslass des Gehäuses angeordnet.
-
Es kommen auch andere Kombinationen von Ventilen in einem erfindungsgemäßen Gehäuse in Betracht. Dazu gehören Kombinationen von Gravitationsventilen mit anderen Ventilen als Differenzdruckventilen, wie auch Differenzdruckventile mit anderen Ventilen als Gravitationsventilen.
-
Zu den anderen Ventilen als den Differenzdruckventilen gehören auch kurvenbahngesteuerte Ventile. Dabei wird eine Kurvenbahn an einem Schließteil entlang geführt. Die Kurvenbahn bestimmt die Öffnungs- und Schließstellung des Schließteiles.
-
Die Führung des Schließteiles kann formschlüssig und/oder kraftschlüssig erfolgen. Formschlüssig im Sinne der Erfindung und zugleich kraftschlüssig ist eine Nut in einem Rotor, in die das Schließteil mit einem Zapfen oder dergleichen eingreift. Die form- und kraftschlüssige Verbindung kann auch durch eine Schiene als Kurvenbahn gebildet werden, die von dem Schließteil umfaßt wird.
-
Vorzugsweise ist nur eine kraftschlüssige Verbindung zwischen der Kurvenbahn und dem Schließteil vorgesehen. Die kraftschlüssige Verbindung wird dabei durch eine Feder gebildet, mit der das Schließteil gegen die Kurvenbahn gedrückt oder gezogen wird.
-
Noch weiter bevorzugt ist das Schließteil zumindest teilweise als Profilstab ausgebildet und in einer Führung verschiebbar gehalten oder mit einem Profilstab verbunden, der in einer Führung verschiebbar gehalten ist.
-
Höchst bevorzugt ist ein zylindrischer Profilstab vorgesehen, der mit einem Ende unter dem Federdruck gegen die Kurvenbahn drückt und mit dem anderen Ende mit einem Ventilsitz korrespondiert. Der Ventilsitz kann ein Ring oder eine Bohrung im Gehäuse sein. Die Bohrung kann sich zum Schließteil erweitern. Die Erweiterung kann konisch sein oder eine andere Mantelfläche aufweisen.
-
Von Vorteil ist, wenn die Bohrung im Gehäuse den Einlass oder Auslass an dem Gehäuse bildet.
-
Vorzugsweise ist ein zylindrischer Profilstab als Schließteil vorgesehen, der mit einer konischen Spitze in die Gehäusebohrung greift. Die konische Spitze definiert im Zusammenwirken mit der Gehäusebohrung den für die Drainageströmung maßgeblichen Öffnungsquerschnitt der Gehäusebohrung. Von Vorteil ist, wenn die Längsachse des zylindrischen Schließteiles mit der Mittelachse der den Einlass oder Auslass bildenden Gehäusebohrung fluchtet.
-
Wahlweise sind in dem Gehäuse Einsätze für den Einlass und/oder Auslass vorgesehen. Die Bohrungen für den Einlass und/oder Auslass sind dann in dem Einsatz vorgesehen.
-
Von Vorteil ist, wenn das Schließteil in dem Einsatz angeordnet ist, so dass der Einsatz zusammen mit dem Schließteil in dem Gehäuse verbaut werden kann. In dem aus dem Gehäuse herausragenden Teil bildet der Einsatz einen Anschluß für eine Drainageleitung. Am anderen Ende ragt der Einsatz in den Gehäuseinnenraum. Dort bildet der Einsatz die Führung für das zylindrische Schließteil.
-
Zugleich kann der Einsatz einen Hohlraum bilden, in dem die Spiralfeder das zylindrische Schließteil umgibt.
-
Für die Liquor-Führung kann in dem Bereich der oben beschriebenen Spitze des Einsatzes eine Bohrung quer zur Längsachse eingebracht sein, so dass der Liquor an der Spitze vorbei quer zur Längsrichtung des Einsatzes einströmen oder ausströmen kann.
-
Am anderen Ende, welches der in die Gehäusebohrung abgewandt ist, gleitet das zylindrische Schließteil an einer Kurvenbahn. Dabei wird das Schließteil von einer umgebenden Spiralfeder gegen die Kurvenbahn gedrückt, so dass das Schließteil jeder Änderung der Kurvenbahn folgt. Für die gleitende Bührung des Schließteiles an der Kurvenbahn ist eine Rundung des Schließteiles im Berührungsbereich von Vorteil
-
Die Kurvenbahn kann sich an der Stirnfläche und/oder an dem Mantel eines Rotors befinden. Vorzugsweise findet ein scheibenförmiger Rotor Verwendung, dessen Umfangsfläche als Kurvenbahn so gestaltet ist, so dass das Schließteil alle gewünschten Schließbewegungen und Öffnungsbewegungen ausführt. Das wird als Kurvenscheibe bezeichnet.
-
Der Rotor/Kurvenscheibe ist auf einer Achse schwenkbeweglich im Ventilgehäuse gelagert. Der Rotor/Kurvenscheibe wird vorzugsweise mittels Magnete verstellt. Dazu sind einerseits in dem Rotor/Kurvenscheibe Magnete montiert und ist andererseits eine Verstelleinrichtung mit anderen Magneten vorgesehen. Die Verstelleinrichtung wird auf der Haut des Patienten über dem erfindungsgemäßen Gehäuse aufgesetzt und gedreht. Bei einer Drehung der Verstelleinrichtung folgt der Rotor/Kurvenscheibe der Magnetkraft bzw. Verstellkraft der Verstelleinrichtung.
-
Nach jeder Verstellung wird der Rotor/Kurvenscheibe in der erreichten Stellung bis zur nächsten Verstellung arretiert. Die Arretierung erfolgt wahlweise durch Klemmung des Rotors/Kurvenscheibe. Die Klemmung kann am Umfang oder an der Stirnfläche des Rotors/Kurvenscheibe erfolgen.
-
Zur Klemmung an dem Umfang kann das Gehäuse genutzt werden, indem ein Gehäuse mit einem nachgiebigen Deckel und nachgiebigen Seitenwänden verwendet wird, so dass die Seitenwände sich bei einem Druck auf den Gehäusedeckel nach außen aufwölben und den Rotor freigeben. Bei einer Aufhebung des Druckes formt sich das Gehäuse zurück und schließt der Rotor/Kurvenscheibe zwischen den Seitenwänden ein.
-
Der notwendige Druck zur Gehäuseverformung wird mit der Verstelleinrichtung erzeugt. Die Verstelleinrichtung wird deshalb zunächst zur Aufhebung der Arretierung gegen den Gehäusedeckel gedrückt, bevor das Verschwenken erfolgt.
-
Zur Klemmung des Rotors an der Stirnfläche ist vorzugsweise eine in axialer Richtung verstellbare Achse in dem Gehäuse vorgesehen. Die Achse steht unter dem Druck einer Feder, die den Rotor reibungsschlüssig gegen einen geringfügig nach außen gewölbten Deckel drückt. Sobald die Achse durch Druck auf den Deckel in axialer Richtung ein gewisses Maß verschoben wird, löst sich der Rotor von dem Deckel. Das gewisse Maß ist eine geringe Wölbung des Deckels nach innen. Danach kann der Rotor in der oben beschrieben Form gedreht werden. Der Druck wird mit der Verstelleinrichtung wie bei einer Arretierung am Umfang erzeugt; desgleichen die Drehung.
-
Die Verschiebung ist im Gehäuse möglich, weil zwischen dem Ende der Achse und dem Boden des Gehäuses ein entsprechendes Spiel vorgesehen ist.
-
Die Achse besitzt einen Bund, mit dem sie den als Kurvenscheibe ausgebildeten Rotor hintergreift. Die Feder, mit der über die Achse und deren Bund den Arretierungsdruck auf den Rotor/Kurvenscheibe aufgebracht wird, ist zwischen dem Gehäuseboden und dem Bund der Achse angeordnet.
-
Zusätzlich kann an der dem Deckel zugewandten Seite des Rotors ein Ring montiert werden, der den Rotor bei einer nach innen gerichteten Deckelverformung zum Abheben von dem Deckel zwingt.
-
Der Ring wird dazu an dem Rotor oder an der Achse befestigt.
-
Das vorstehend beschriebene Differenzdruckventil kann mit anderen Ventilen kombiniert werden. Dabei kann das Differenzdruckventil in Strömungsrichtung/Drainagerichtung vor oder hinter dem anderen Ventil angeordnet sein.
-
In Kombination mit einem anderen Ventil, dessen Schließkörper federbelastet ist und sich entsprechend dem Liquordruck öffnet, kann das oben beschriebene Ventil genutzt werden, um die Drainagegeschwindigkeit zu dämpfen, d.h. um den Druckabfall über einen gewissen Zeitraum zu vergleichmäßigen.
-
Vorzugsweise finden Gravitationsventile als andere Ventile Anwendung.
-
Diese Gravitationsventile können oben beschriebene übliche Ventile sein.
-
Das Gravitationsventil öffnet in der Liegend-Lage maximal.
-
Das führt auch zu maximalem Druckabfall.
-
Mit dem erfindungsgemäßen Differenzdruckventil kann der Druckabfall in vorteilhafter Weise vergleichmäßigt werden.
-
Wahlweise wird ein besonderes Gravitationsventil, nämlich ein schaltbares Gravitationsventil in dem Gehäuse eingesetzt. Das Gravitationsventil kann abgeschaltet und zugeschaltet werden. Dazu ist vorzugweise eine Stellvorrichtung/Schaltvorrichtung in Wirkverbindung mit dem Schließteil des Gravitationsventils vorgesehen. Vorzugsweise wird die Stellvorrichtung auch durch einen Rotor/Kurvenscheibe gebildet.
-
Der Rotor/Kurvenscheibe kann das Schließteil zum Schließen des Ventils gegen die Einlassöffnung oder Auslassöffnung drücken. Dann ist das Gravitationsventil abgeschaltet. Die Abschaltung wird durch eine entsprechende Ausbuchtung des Rotos/Kurvenscheibe erreicht.
-
Wenn der Rotor/Kurvenscheibe das Schließteil freigibt, ist das Gravitationsventil wieder zugeschaltet. Die Freigabe wird durch eine entsprechende Einbuchtung in dem Rotor/Kurvenscheibe erreicht.
-
Wahlweise ist auch eine stufenweise Freigabe vorgesehen. Die Schaltstufen können eine schrittweise Öffnung des Ventils beinhalten. Damit läßt sich auch bei größeren Drainageleitungen mit an sich stärkerer Liquorströmung eine kleinere Liquorströmung einhalten.
-
Die Länge der Einbuchtungen am Rotor/Kurvenscheibe am Umfang oder an der Stirnfläche des Rotors/Kurvenscheibe ergibt sich bei einer Kombination des Gravitationsventiles mit einem zweiten, verstellbaren Ventil aus dem für das zweite Ventil gewünschten Verstellbereich.
-
Das Schließteil des Gravitationsventils wird vorzugsweise durch mindestens eine Kugel, wahlweise durch zwei Kugeln, gebildet. Der Rotor/Kurvenscheibe kann unmittelbar mit dem einer als Schließteil bildenden Kugel oder mit einer ein zusätzliches Gewicht bildenden Kugel in Berührung stehen und die als Schließteil bildende Kugel in deren Ventilsitz drücken. Bei Verwendung üblicher Werkstoffe für Kugel, Ventilsitz und Rotor/Kurvenscheibe ist weder an der Kugel, noch an dem Rotor/Kurvenscheibe, noch im Ventilsitz mit nennenswertem Verschleiß zu rechnen. Wenn gleichwohl noch Verschleiß stört, können verschleißfeste Werkstoffe wie Titan für die Kugel, Ventilsitz und Rotor/Kurvenscheibe gewählt werden. Selbst eine geringe Leckströmung zwischen Kugel und Ventilsitz aufgrund eines notwendigen Spieles ist in der Regel unschädlich. Wenn gleichwohl eine geringe Leckströmung stört, kann zum Beispiel der Ventilsitz nachgiebig gestaltet werden. Zusätzlich oder anstelle eines nachgiebigen Ventilsitzes kann auch die Gleitfläche nachgiebig gestaltet werden.
-
Schon eine geringe Nachgiebigkeit reduziert mögliche Leckströmungen. Es können mit der Nachgiebigkeit bei entsprechendem Druck der Ventilkugel im Ventilsitz Leckströmungen auch ausgeschlossen werden.
-
Das vorstehende beschriebene Gravitationsventil kann auch unabhängig von der Kombination mit einem zweiten Ventil Vorteile für die Liquordrainage haben. Das heißt, das beschriebene Gravitationsventil kann auch als alleiniges Ventil zur Regelung des Liquorstromes von Vorteil sein.
-
Bei Verwendung eines Rotors/Kurvenscheibe als Verstelleinrichtung für das Gravitationsventil kann es bei Kombination mit einem zweiten Ventil im gemeinsamen Gehäuse zu einer Kombination mit einer weiteren Rotor/Kurvenscheibe kommen, wenn auch das zweite Ventil mit einem Rotor/Kurvenscheibe verstellbar ist.
-
Von Vorteil ist, die beiden Rotore/Kurvenscheiben dann gemeinsam zu verstellen. Zur Verstellung eignen sich unter anderem die bekannten Magnete in dem Rotor/Kurvenscheibe in Verbindung mit bekannten Verstelleinrichtungen, die über dem Gehäuse auf der Haut des Patienten aufgesetzt werden und ihrerseits mit Magneten versehen werden, so dass über ein Verdrehen der Verstelleinrichtung die Rotore/Kurvenscheiben verschwenkt werden können.
-
Von Vorteil kann sein, jeden der Rotore/Kurvenscheiben separat herzustellen und den Bedürfnissen des Patienten anzupassen und anschließend in der richtigen Stellung zueinander miteinander zu verbinden, um beide Rotore/Kurvenscheiben gemeinsam zu verstellen. Dabei bestimmt der Bereich der Einbuchtung in der zum Gravitationsventil gehörigen Kurvenscheibe/Rotor die Zuschaltung des Gravitationsventils bzw. die Drainage des Liquors. Innerhalb dieses Bereiches soll das zweite Ventil seine Wirkung entfalten. Deshalb soll die zum zweiten Ventil gehörige Kurvenscheibe die gewünschte Stellung in Bezug auf das zweite Ventil einnehmen, wenn das Gravitationsventil geöffnet ist.
-
Sobald die Form der einzelnen Kurvenbahnen und die Drehstellung bzw. Schwenkstellung der zugehörigen Rotore/Kurvenscheiben festliegt, kann es auch von Vorteil sein, einen gemeinsamen Rotor/Kurvenscheibe für beide Ventile im gemeinsamen Gehäuse vorzusehen. Dann sind an dem gemeinsamen Rotor/Kurvenscheibe zwei Kurvenbahnen vorgesehen, von denen die eine für das eine Ventil und die andere für das andere Ventil bestimmt ist. Die beiden Kurvenbahnen liegen dann vorzugsweise in unterschiedlichen, zu einander parallelen Ebenen. Es können aber auch beide Kurvenbahnen in einer gemeinsamen Ebene liegen. Vorzugsweise erstrecken sich die Kurvenbahnen dann auf unterschiedlichen Umfangsflächen.
-
Nach einem Verschwenken/Drehen des Rotors/Kurvenscheiben erfolgt eine Arretierung des Rotors/Kurvenscheibe, so dass eine ungewollte Verstellung vermieden wird. Die Arretierung wird vor der Verstellung gelöst und greift nach jeder Verstellung wieder ein. Eine solche Verstellung kann mit unterschiedlichen Ausführungen erreicht werden. In einer Ausführung ist am Gehäuse und am Rotor eine Verzahnung vorgesehen. Wenn die Verzahnungen ineinandergreifen, ist der Rotor/Kurvenscheibe blockiert. Die Blockierung löst sich, indem die Verzahnungen auseinander gebracht werden.
-
Andere Ausführungsformen basieren darauf, dass das Gehäuse in der Arretierungsstellung reibungsschlüssig an dem Rotor/Kurvenscheibe anliegt. Zur Lösung der Arretierung wird das Gehäuse so verformt, dass es von dem Rotor/Kurvenscheibe abhebt. Die zum Lösen der Arretierung erforderliche Verformung erfolgt vorzugsweise mit der Verstellvorrichtung zum Drehen des Rotors. Zum Lösen der Arretierung wird die Verstellvorrichtung nicht nur über dem implantierten Ventil auf der Haut des Patienten aufgesetzt, sondern auch noch gegen das Ventil gedrückt, bis sich die Arretierung durch Verformung des Gehäuses gelöst hat. Nach Abheben der Verstellvorrichtung formt sich das Gehäuse automatisch zurück und greift die Arretierung.
-
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
-
1 zeigt einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit zwei Ventilen in einem gemeinsamen Gehäuse. Das Gehäuse mit den beiden Ventilen ist Bestandteil eine Liquor-Drainage eines Hydrocephaluspatienten. Die Vorrichtung ist dazu mit entsprechenden Leitungen unter der Haut des Patienten implantiert. Die Leitungen führen den Liquor aus dem Schädel des Patienten zu der erfindungsgemäßen Vorrichtung und von dort aus in den Bauchraum des Patienten, wo der Körper des Patienten den Liquor absorbiert.
-
Das Gehäuse besteht aus einem Ring 10, einem Boden 9, einer ringförmigen Stützscheibe 11 und einem Deckel 12.
-
Mittig im Gehäuse sitzt eine Achse 1 verschiebbar. Dabei ist die Achse 1 an einem Ende in der Stützscheibe 11 und am anderen Ende in einer Führung 45 des Bodens 9 gehalten.
-
Die Achse 1 besitzt einen Außenkragen 3 und stützt sich mit dem Außenkragen 3 über eine Spiralfeder 6 an dem Boden 9 ab.
-
Auf der Achse 1 sitzen ferner ein Rotor 13 und ein Sicherungsring 2. Dabei greift der Rotor 13 mit einem Innenkragen 4 zwischen den Außenkragen 3 und den Sicherungsring 2.
-
Außerdem umgibt der Rotor 13 die Spiralfeder 6. Dazu ist in dem Rotor 13 eine entsprechende Ausnehmung 8 vorgesehen.
-
Die Spiralfeder 6 drückt den Rotor 13 gegen die Stützscheibe 11 im Gehäuse, so dass Reibungsschluß zwischen dem Rotor 13 und der Stützscheibe 11 besteht und der Rotor in der betreffenden Stellung arretiert wird.
-
In dieser Stellung hat der Deckel 12 eine nach außen gerichtete Wölbung.
-
Die Arretierung kann gelöst werden, in dem mit einer Verstellvorrichtung, die über dem Gehäuse auf der Haut der Patienten aufgesetzt und gegen das Gehäuse gedrückt wird.
-
Der Druck führt zu einer Einbeulung des Deckels 12 und zu einer Verschiebung der Achse 1 gegen den Boden 9. Dabei kann die Achse 1 sich in den Hohlraum 5 der Führung 45 verschieben.
-
Schon eine geringe Verschiebung der Achse 1 führt zu einem Lösen des Rotors 13 von der Stützscheibe 11.
-
Danach kann der Rotor 13 verschwenkt werden.
-
Zum Verschwenken des Rotors 13 sind in dem Rotor 13 Magnete 16 an diametral gegenüberliegenden Stellen verbaut.
-
Die Magnete sind in der 2 dargestellt. 2 zeigt das Gehäuse nach 1 mit gleicher Schnittdarstellung aber in anderer Schwenkstellung des Rotors 13.
-
Ferner befinden sich passende Magnete in der Verstellvorrichtung, so dass eine Drehung der Verstellvorrichtung über die Anziehungskraft der Magnet ein Verschwenken des Rotors bewirkt.
-
Wenn nach einem gewünschten Verschwenken die Verstellvorrichtung wieder entfernt wird, erfolgt eine neuerliche automatische Arretierung des Rotors.
-
Durch Verschwenken des Rotors 13 kann eine Gravitationsventil in dem Gehäuse zugeschaltet oder abgeschaltet werden.
-
Das Gravitationsventil ist einlassseitige in dem Gehäuse angeordnet.
-
Die Strömungsrichtung ist mit 40 bezeichnet.
-
Zu dem Gravitationsventil gehört eine Kugel 20.
-
Die Kugel 20 sitzt in einem Einsatz 17.
-
Der Einsatz 17 ragt mit einer Anschlußtülle durch eine Öffnung in dem Ring 10 des Gehäuses. Die Anschlußtülle dient dem Anschluß einer Schlauchleitung.
-
Die 1 zeigt das Gravitationsventil offen in einer Liegendstellung des Patienten. Dabei hat sich die Kugel 20 unter dem Druck des durch die Öffnung 18 des Einsatzes 17 anströmenden Liquors von seinem Ventilsitz 19 entfernt, so dass dem Liquor Raum gegeben wird, durch das Gehäuse zu strömen.
-
Durch das Gehäuse führen Kanäle 21, 22, 23 , 24, 25, 26.
-
Sofern der Patient mit der in 1 dargestellten Ventilstellung eine Stehendlage einnimmt, schließt das Gravitationsventil unter dem Druck der Kugel.
-
Unabhängig davon kann das Gravitationsventil abgeschaltet werden, so dass immer, auch in der Liegendlage des Patienten eine Liquorströmung verhindert wird.
-
2 zeigt eine solche Situation mit einer Kugel 20 bei abgeschaltetem Ventil. Dabei wird die Kugel 20 von einer Kurvenbahn des Rotors 13 in den Ventilsitz gedrückt.
-
Die Kurvenbahn wird durch die Berührungsfläche der Kugel 20 mit dem Rotor 13 gebildet. Während diese in 1 mit 15 bezeichnete Fläche die maximale Offenstellung des Gravitationsventils bestimmt, zeigt 2 die mit 15a bezeichnete Fläche der Kurvenbahn am Rotor.
-
Um von der in 1 dargestellten Kurvenbahnfläche zu der in 2 dargestellten Kurvenbahnfläche zu kommen, muß der Rotor um ein bestimmtes Maß verschenkt werden. Das geschieht in der oben beschriebenen Weise mit der Verstellvorrichtung.
-
Die Kanäle 25 und 26 befinden sich in einem anderen, auslassseitig angeordneten Einsatz 30. In dem Einsatz 30 ist ein zylindrisches Schließteil 35 verschiebbar angeordnet. Das Schließteil 35 ragt mit einer konischen Spitze 37 in den Kanal 26. Die Stellung der Spitze 37 bestimmt die Öffnungsweite des des Kanals 26 für den Liquordurchtritt. Je weitere die Spitze 37 in den Kanal 26 reicht, desto kleiner wird die Öffnungsweite für den Durchtritt von Liquor in den Auslass 27. Je weniger die Spitze 37 in den Kanal 26 reicht, desto größer wird die Öffnungsweite für den Durchtritt von Liquor.
-
Die Stellung der Spitze 37 bzw. des Schließteiles 35 wird gleichfalls durch eine Kurvenbahn an dem Rotor 13 bestimmt. Nach 1 und 2 verläuft die Kurvenbahn für das Schließteil 35 oberhalb der Kurvenbahn für die Kugel 20 für das Gravitationsventil.
-
Anders als bei der Kugel 20 ist ständig eine Berührung des Schließteiles 35 mit dem Rotor 13 vorgesehen, so dass das Schließteil 35 ständig der für ihn bestimmten Kurvenbahn folgt. Dazu ist das Schließteil 35 von einer Spiralfeder 46 umgeben, die das Schließteil 35 gegen den Rotor drückt. Die Spiralfeder 46 stützt sich dazu mit dem einen Ende in dem Einsatz 30 ab. Mit dem anderen Ende drückt die Spiralfeder gegen das Schließteil.
-
Die 1 und 2 zeigen unterschiedliche Stellungen des Schließteiles 35.
-
Nach 1 ist die Spitze 37 weit in den Kanal 26 eingedrungen. Die Kurvenbahn für das Schließteil 35 mit dem Rotor verläuft in 1 an der Berührungsfläche 14 in einem für die Stellung der Spitze 37 ausreichend großem Abstand von der Achse 1.
-
Nach 2 ist der Abstand der Berührungsfläche 36 von der Achse 1 wesentlich geringer, so dass die Spitze 37 um dieses Maß gegenüber der Stellung nach 1 zurückgesetzt ist und sich eine größere Öffnungsweite zwischen der Spitze 37 und dem Kanal 26 ergibt.
-
3 zeigt einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung, wobei die Mittelachsen der Einsätze 17 und 30 in der Schnittebene liegen.
-
Das Schließteil 35 ist in der Schnittdarstellung nicht ersichtlich, weil das Schließteil 35 Abstand von der Schnittebene hat.
-
Die Kugel 20 ist in der Schließstellung dargestellt.
-
Der Rotor 13 besitzt eine Einwölbung 50 und eine Auswölbung 51.
-
Im Bereich der Auswölbung 51 befindet sich die Kugel 20 in der Schließstellung. Das Gravitationssventil ist abgeschaltet.
-
Im Bereich der Einwölbung 50 ist das Gravitationsventil wieder zugeschaltet. Bei stufenweiser Zuschaltung sind zwischen der Einwölbung 50 und der Auswölbung noch weniger tiefe Einwölbungen und/oder weniger starke Auswölbungen vorgesehen.
-
3 zeigt im Ausführungsbeispiel vier Magnete für den Rotor 13 zu dessen Verstellung.
-
4 zeigt einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung, wobei die Mittelachse des Schließteiles 35 in der Schnittebene liegt. Dabei verläuft die Schnittebene durch die zu dem Schließteil 35 gehörige Kurvenbahn. Es ist ersichtlich, dass die zu dem Schließteil 35 gehörige Kurvenbahn spiralförmig verläuft, so dass zwischen den Extremwerten 52 und 53 eine stufenlose Einstellung des Schließteiles möglich ist.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- US 8870809 [0015]
- DE 3835788 A1 [0016]
- EP 1523635 B1 [0016, 0017]
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- Fritsch et al., 2014 (Quelle 2) [0010]
- Normen EN ISO 7197 [0010]
