DE102018008101A1 - Implantable electromagnetic cardiac compression system - Google Patents

Implantable electromagnetic cardiac compression system Download PDF

Info

Publication number
DE102018008101A1
DE102018008101A1 DE102018008101.0A DE102018008101A DE102018008101A1 DE 102018008101 A1 DE102018008101 A1 DE 102018008101A1 DE 102018008101 A DE102018008101 A DE 102018008101A DE 102018008101 A1 DE102018008101 A1 DE 102018008101A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
compression system
electromagnetic
implantable
cardiac compression
heart
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102018008101.0A
Other languages
German (de)
Inventor
Heinrich WIENEKE
Erhard Kisker
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE102018008101.0A priority Critical patent/DE102018008101A1/en
Publication of DE102018008101A1 publication Critical patent/DE102018008101A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M60/00—Blood pumps; Devices for mechanical circulatory actuation; Balloon pumps for circulatory assistance
    • A61M60/10—Location thereof with respect to the patient's body
    • A61M60/122—Implantable pumps or pumping devices, i.e. the blood being pumped inside the patient's body
    • A61M60/165—Implantable pumps or pumping devices, i.e. the blood being pumped inside the patient's body implantable in, on, or around the heart
    • A61M60/191—Implantable pumps or pumping devices, i.e. the blood being pumped inside the patient's body implantable in, on, or around the heart mechanically acting upon the outside of the patient's native heart, e.g. compressive structures placed around the heart
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M60/00—Blood pumps; Devices for mechanical circulatory actuation; Balloon pumps for circulatory assistance
    • A61M60/20—Type thereof
    • A61M60/289—Devices for mechanical circulatory actuation assisting the residual heart function by means mechanically acting upon the patient's native heart or blood vessel structure, e.g. direct cardiac compression [DCC] devices
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M60/00—Blood pumps; Devices for mechanical circulatory actuation; Balloon pumps for circulatory assistance
    • A61M60/40—Details relating to driving
    • A61M60/465—Details relating to driving for devices for mechanical circulatory actuation
    • A61M60/489—Details relating to driving for devices for mechanical circulatory actuation the force acting on the actuation means being magnetic
    • A61M60/495—Electromagnetic force
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M60/00—Blood pumps; Devices for mechanical circulatory actuation; Balloon pumps for circulatory assistance
    • A61M60/50—Details relating to control
    • A61M60/508—Electronic control means, e.g. for feedback regulation
    • A61M60/515—Regulation using real-time patient data
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M60/00—Blood pumps; Devices for mechanical circulatory actuation; Balloon pumps for circulatory assistance
    • A61M60/50—Details relating to control
    • A61M60/508—Electronic control means, e.g. for feedback regulation
    • A61M60/562—Electronic control means, e.g. for feedback regulation for making blood flow pulsatile in blood pumps that do not intrinsically create pulsatile flow
    • A61M60/569—Electronic control means, e.g. for feedback regulation for making blood flow pulsatile in blood pumps that do not intrinsically create pulsatile flow synchronous with the native heart beat
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M60/00—Blood pumps; Devices for mechanical circulatory actuation; Balloon pumps for circulatory assistance
    • A61M60/80—Constructional details other than related to driving
    • A61M60/839—Constructional details other than related to driving of devices for mechanical circulatory actuation

Abstract

Die Erfindung gehört in das Gebiet der Medizintechnik und hat ein implantierbares kardiales Unterstützungssystem zum Ziel, bei dem eine Verbesserung der Herzarbeit durch elektromagnetische Aktoren erreicht wird, die eine externe, kardiale Unterstützung durch Kompression bewirken. Dabei können die elektromagnetischen Aktoren einzeln oder in einer komplexeren Struktur arbeiten.The invention belongs to the field of medical technology and aims at an implantable cardiac support system, in which an improvement of the heart work is achieved by means of electromagnetic actuators, which bring about external, cardiac support through compression. The electromagnetic actuators can work individually or in a more complex structure.

Description

Das implantierbare elektromagnetische kardiale Kompressionssystem gehört in das Gebiet der Medizintechnik.The implantable electromagnetic cardiac compression system belongs to the field of medical technology.

Die Herzinsuffizienz (Herzschwäche) stellt eine der häufigsten Todesursachen in westlichen Ländern dar. Obwohl durch den Einsatz innovativer Medikamente die Prognose in den letzten Jahren deutlich verbessert werden konnte, bleibt die Morbidität hoch. So beträgt das 5-Jahres-Überleben bei Patienten mit Herzinsuffizient lediglich 50%. Da die Herztransplantation aufgrund mangelnder Organe nur bei wenigen Patienten als Therapieoption zur Verfügung steht, stellen linksherzunterstützenden Systemen (LVAD = left ventricular assist device) für viele Patienten die einzige Therapiemöglichkeit dar. Bei den zurzeit in klinischen Einsatz befindlichen LVAD handelt es sich um kleine Rotationspumpen. Dabei wird ein Fluss parallel zum natürlichen Fluss (Fluss über die Aortenklappe) geschaffen. Die Kontrolleinheit der Pumpe und die Batterien sind außerhalb des Körpers.1 Heart failure (heart failure) is one of the leading causes of death in western countries. Although the use of innovative medications has significantly improved the prognosis in recent years, morbidity remains high. The 5-year survival in patients with heart failure is only 50%. Since heart transplantation is only available as a therapy option for a few patients due to a lack of organs, left ventricular assist device (LVAD) systems are the only therapy option for many patients. The LVAD currently in clinical use is a small rotary pump. A river is created parallel to the natural flow (flow over the aortic valve). The control unit of the pump and the batteries are outside the body. 1

Obwohl auch diese Systeme die Sterblichkeit signifikant senken konnten, ist die Device-Therapie mit einer erheblichen Komplikationsrate behaftet. So entwickeln 80% der Patienten innerhalb von 2 Jahren schwere Komplikationen. Diese sind zum einen darauf zurückzuführen, dass durch das Stromversorgungskabel eine Verbindung zur Außenwelt besteht, die das Eindringen von Bakterien begünstigt. Zum anderen sind die Pumpensysteme sehr thrombogen und erfordern daher eine dauerhafte Antikoagulation und Plättchenaggregationshemmung. Auch führen die Pumpensysteme zu einem Mangel des von-Willebrandt-Gerinnungsfaktors, was zu einer weiteren Erhöhung der Blutungsneigung führt. Eine weitere schwere bisher inkomplett verstandene Komplikation ist fernerhin die Bildung von arterio-venösen Malformationen, die unter LVAD-Therapie beobachtet werden.2 Although these systems have also significantly reduced mortality, device therapy is associated with a considerable complication rate. 80% of patients develop serious complications within 2 years. On the one hand, these are due to the fact that the power supply cable connects to the outside world, which promotes the penetration of bacteria. On the other hand, the pump systems are very thrombogenic and therefore require permanent anticoagulation and inhibition of platelet aggregation. The pump systems also lead to a deficiency in the von Willebrandt coagulation factor, which leads to a further increase in the tendency to bleed. Another serious complication that has so far been understood incompletely is the formation of arteriovenous malformations, which are observed under LVAD therapy. 2nd

Um die Nachteile der LVAD-Systeme mit Pumpentechnologie zu überwinden ist das Konzept der externen kardialen Kompression als alternatives Unterstützungssystem entwickelt worden. Dass mit der externen kardialen Kompression ein Kreislauf auch über einen längeren Zeitraum aufrechterhalten werden kann, ist aus der Reanimation bekannte. Aufbauend auf dieser Erfahrung wurden schon in der 50er Jahren des letzten Jahrhunderts externe hydraulische Kompressionssysteme entwickelt ( U.S. Pat. No. 2,826,193 ). Dieser hydraulische Ansatz ist in den letzten Jahren mit verbesserter Technologie wieder aufgegriffen und im Tiermodell getestet worden.3 Bei diesen hydraulischen Systemen wird durch das Aufblasen der Bewegungseinheit eine Verkürzung erreicht (pneumatic muscle actuator oder McKibben Actuator). Nachteil dieser hydraulischen Systeme ist jedoch, dass sie in Folge des notwendigen Kompressors eine große externe Versorgungseinheit benötigen. Das erlaubt daher keine komplette Implantation des Systems. Jegliche Verbindung eines implantierten Systems mit der Außenwelt, die aus dem Körper herausführt (driveline), geht jedoch mit einem erheblichen Infektionsrisiko einher, was aus der Pumpentechnologie bekannt ist. Weiterhin nachteilig ist, dass einzelne Bewegungselemente nur sehr aufwendig separat angesteuert werden können. Ein anderer Ansatz erreicht eine externe kardiale Kompression durch Hebel, die durch einen Elektromotor aufeinander zu bewegt werden ( U.S. Pat. No. 4,925,443 ). Hier ist der Hauptnachteil sicherlich in der Trägheit des Systems zu sehen. Um diese mechanischen Nachteile zu überwinden, schlägt ein anderer Ansatz elektroaktive Polymere vor, die bei bestimmter Spannung ihre Form ändern US Pat. No. 7,198,595 ). Hier ist nachteilig, dass diese Polymere keine ausreichende Kraftentwicklung aufweisen. Aufgrund der Nachteile, die die pneumatischen als auch elektromotorgetriebenen Systemen aufweisen, ist vorgeschlagen worden, dass mit Elektromagneten in einer entsprechenden Anordnung eine Kompression erreicht wird. Dabei wird das Herz als Ganzes von einem Konstrukt umfasst, welches aus zwei Hälften besteht, die mit einem Scharnier verbunden sind ( U.S. Pat. No. 4,621,617 ). Da das Herz komplett durch das zu implantierende System eingefasst wird, ist hier eine nachteilige Größe und unphysiologische Komplexität zu konstatieren.To overcome the disadvantages of LVAD systems with pump technology, the concept of external cardiac compression has been developed as an alternative support system. It is known from resuscitation that external cardiac compression can maintain a circulatory system over a longer period of time. Building on this experience, external hydraulic compression systems were developed as early as the 1950s ( US Pat. No. 2,826,193 ). In recent years, this hydraulic approach has been taken up again with improved technology and tested in animal models.3 In these hydraulic systems, a shortening is achieved by inflating the movement unit (pneumatic muscle actuator or McKibben Actuator). The disadvantage of these hydraulic systems, however, is that they require a large external supply unit as a result of the necessary compressor. This therefore does not allow a complete implantation of the system. However, any connection of an implanted system to the outside world that leads out of the body (driveline) is associated with a considerable risk of infection, which is known from pump technology. Another disadvantage is that individual movement elements can be controlled separately only with great effort. Another approach achieves external cardiac compression through levers that are moved towards each other by an electric motor ( US Pat. No. 4,925,443 ). The main disadvantage here is certainly the sluggishness of the system. To overcome these mechanical disadvantages, another approach proposes electroactive polymers that change shape at a given voltage US Pat. No. 7,198,595 ). The disadvantage here is that these polymers do not have sufficient force development. Because of the disadvantages that the pneumatic and electric motor-driven systems have, it has been proposed that compression is achieved with electromagnets in a corresponding arrangement. The heart as a whole is encompassed by a construct that consists of two halves that are connected by a hinge ( US Pat. No. 4,621,617 ). Since the heart is completely surrounded by the system to be implanted, a disadvantageous size and unphysiological complexity can be seen here.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein System der externen kardialen Kompression zu entwickeln, welches klein und daher vollständig implantierbar ist. The object of the present invention is therefore to develop a system of external cardiac compression which is small and therefore completely implantable.

Ferner sollte es, wie ein menschlicher Muskel, aus einer oder mehreren Kontraktionseinheit aufgebaut sein, die separat ansteuerbar und flexibel einsetzbar sind.Furthermore, like a human muscle, it should be constructed from one or more contraction units that can be controlled separately and used flexibly.

Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um ein implantierbares, externes, kardiales Kompressionssystem. Dieses ist aus mehreren elektromagnetischen Aktoren (Kontraktionseinheiten) modular zusammengesetzt, die direkt um oder auf der Herzmuskulatur angeordnet werden ( und ). Den elektromagnetischen Aktoren liegt als Wirkprinzip der Einzug eines oder zweier Anker (2) in eine Spule (1) zugrunde. Durch die elektromagnetische Kraftwirkung erfolgt die Hubbewegung des Ankers (2) von der Hubausgangslage ( in die Hubendlage , zur Spulenmitte hin. Dadurch wird eine Verkürzung erreicht, wie sie auch bei Muskelfaser beobachtet wird. Hierbei kann mit einem einseitigen ( ) oder mit einem beidseitigen Einzug ( /b) gearbeitet werden. Andere elektromagnetischen Aktoren sind alternativ einsetzbar.The present invention is an implantable, external, cardiac compression system. This is modularly composed of several electromagnetic actuators (contraction units), which are arranged directly around or on the heart muscles ( and ). The principle of the electromagnetic actuators is the retraction of one or two anchors ( 2nd ) in a coil ( 1 ) based. The lifting movement of the armature takes place due to the electromagnetic force ( 2nd ) from the initial stroke position ( in the stroke end position , towards the middle of the spool. This results in a shortening, as is also observed with muscle fibers. You can use a one-sided ( ) or with a double-sided feed ( / b) to be worked. Other electromagnetic actuators can be used alternatively.

Damit es zu einem Auswurf von Blut aus der linken Herzkammer kommt, muss der diastolische Blutdruck überwunden werden. Der ist in der Regel bei Patienten mit einer Herzinsuffizient kleiner 100 mmHg (13300 Pascal = 13300 N/m2). Wenn man das Herz als Kugel mit einem Durchmesser von 5 cm annimmt, beträgt die Schnittfläche des Großkreises 0,0025 m2. Somit errechnet sich die Kraft, die aufgebracht werden muss, um eine Hubbewegung zu erreichen mit 0,0025 * 13300 = 33,25 N. Die Hubhöhe des Herzens ist aus der Physiologie mit 30 % des Durchmessers bekannt (fractional shortening), also 1,7 cm. Die vom externen kardialen Kompressionssystem zu leistende Arbeit beträgt somit 0,56 Nm und die Leistung bei einer Herzfrequenz von 1 Hz 0.56 Watt. Diastolic blood pressure has to be overcome to expel blood from the left ventricle. This is usually in patients with heart failure less than 100 mmHg (13300 Pascal = 13300 N / m 2 ). If one assumes the heart as a sphere with a diameter of 5 cm, the cutting area of the great circle is 0.0025 m 2 . The force that must be applied to achieve a stroke movement is thus calculated as 0.0025 * 13300 = 33.25 N. The stroke height of the heart is known from physiology with 30% of the diameter (fractional shortening), i.e. 1, 7 cm. The work to be done by the external cardiac compression system is therefore 0.56 Nm and the output at a heart rate of 1 Hz is 0.56 Watt.

In einem Ausführungsbeispiel des kardialen Kompressionssystems gemäß der Erfindung werden vier elektromagnetischen Aktoren (3) direkt mittels Naht an der Muskulatur der Herzkammer angebracht ( ). Die vier elektromagnetischen Aktoren werden zirkumferentiell zwischen Herzspitze (7) und Herzbasis (6) ausgespannt. Somit errechnet sich die Kraft, die jeder elektromagnetische Aktor aufzubringen hat, auf 8,3 N. Da in der Regel nicht die ganze Arbeit des Herzens durch das externe Kompressionssystem übernommen werden muss, wird der Anspruch an die elektromagnetischen Aktoren im Hinblick auf die zu erbringende Kraft geringer sein.In one embodiment of the cardiac compression system according to the invention, four electromagnetic actuators ( 3rd ) attached directly to the muscles of the heart chamber by means of a suture ( ). The four electromagnetic actuators are placed circumferentially between the tip of the heart ( 7 ) and heart base ( 6 ) stretched out. Thus, the force that each electromagnetic actuator has to exert is 8.3 N. Since the entire work of the heart does not usually have to be carried out by the external compression system, the demands placed on the electromagnetic actuators with regard to the one to be performed Force be lower.

Die separate Befestigung jedes einzelnen elektromagnetischen Aktors am Herzmuskel hat den Vorteil, dass hypokinetische oder akinetische Bereiche (z.B. nach Myokardinfarkt) gezielt unterstützt werden können. Der modulare Aufbau erlaubt es, dass die einzelnen Kontraktionseinheiten über einen Mikroprozessor (9) gesteuert werden. Für die Steuerung nutzt der Mikroprozessor Daten von implantierten Sensoren, die die Bewegung des Herzens, das EKG, den Druck und den Blutfluss aufzeichnen.The separate attachment of each electromagnetic actuator to the heart muscle has the advantage that hypokinetic or akinetic areas (e.g. after myocardial infarction) can be specifically supported. The modular structure allows the individual contraction units to be operated via a microprocessor ( 9 ) being controlled. For the control, the microprocessor uses data from implanted sensors that record the movement of the heart, the ECG, the pressure and the blood flow.

In einer anderen Ausführung des kardialen Kompressionssystems gemäß der Erfindung werden die elektromagnetischen Aktoren in einem Netz (5) verbaut, welches die Herzkammern gesamt oder zum Teil umgibt ( ). Das Netz wird dann an der Herzbasis (6) und der Herzspitze (7) befestigt. Diese Befestigung erfolgt durch eine Muskelnaht. Bei Stromabgabe kommt es zu einer Verkürzung der Aktoren und damit zu einer Verkürzung des Netzes, was wiederum zu einer Bewegung der Herzspitze (7) Richtung Herzbasis (6) führt. Um Druckstellen oder eine Kompression der Koronararterien zu vermeiden, können das komplette Netz oder einzelne elektromagnetische Aktoren (3) von einem Gel- oder Silikonpolster (8) umgeben sein ( ), wie es bei Brustimplantaten üblich ist.In another embodiment of the cardiac compression system according to the invention, the electromagnetic actuators in a network ( 5 ) that completely or partially surrounds the heart chambers ( ). The network is then at the heart base ( 6 ) and the apex ( 7 ) attached. This attachment is done by a muscle suture. When power is supplied, the actuators are shortened and thus the network is shortened, which in turn causes the tip of the heart to move ( 7 ) Towards the heart base ( 6 ) leads. To avoid pressure points or compression of the coronary arteries, the entire network or individual electromagnetic actuators ( 3rd ) from a gel or silicone pad ( 8th ) be surrounded ( ), as is common with breast implants.

Die Erfindung schließt die Nutzung quaderförmiger oder gekrümmter Aktoren ein, die sich wegen der Volumenstruktur des Herzens besser an die Herzform anpassen lassen als lineare runde Aktoren.The invention includes the use of cuboid or curved actuators which, because of the volume structure of the heart, can be better adapted to the shape of the heart than linear, round actuators.

In einer anderen Ausführung des kardialen Kompressionssystems gemäß der Erfindung werden die elektromagnetischen Aktoren direkt in die Muskulatur integriert. Dadurch wird eine direkte Entlastung des Muskels erreicht. Auch verläuft die Kraftentwicklung direkt entlang der physiologischen Kraftlinie des eigentlichen Muskels. Bei der direkten Integration in den Herzmuskel kann die Steuerung direkt über das im Muskel wahrgenommene elektrische Signal erfolgen.In another embodiment of the cardiac compression system according to the invention, the electromagnetic actuators are integrated directly into the muscles. This relieves the muscles directly. The strength development also runs directly along the physiological line of force of the actual muscle. In the case of direct integration into the heart muscle, control can take place directly via the electrical signal perceived in the muscle.

In einer anderen Ausführung des kardialen Kompressionssystems gemäß der Erfindung wird ein Ende der Aktoren an der Innenseite des Thorax befestigt und die andere Seite an der Herzspitze oder anderen Teilen des Herzens. Durch diese Anordnung der Aktoren kann eine Bewegung der verschiedenen Herzabschnitte in eine gewünschte Richtung erreicht werden, was wiederum eine Kompression bewirkt.In another embodiment of the cardiac compression system according to the invention, one end of the actuators is attached to the inside of the thorax and the other side to the tip of the heart or other parts of the heart. This arrangement of the actuators enables movement of the various heart sections in a desired direction, which in turn brings about compression.

Durch das implantierbare elektromagnetische kardiale Kompressionssystem wird eine externe Kardiokompression oder Verkürzung isolierter Herzabschnitte erreicht. Das System kann die ganze Herzarbeit übernehmen oder nur die Herzeigenleistung unterstützen. Letztendlich besteht das kardiale Unterstützungssystem aus einer oder einer Vielzahl elektromagnetischer Kontraktionseinheiten (Aktoren), die in verschiedenen Konfigurationen angeordnet werden.The implantable electromagnetic cardiac compression system achieves external cardiocompression or shortening of isolated heart sections. The system can do all the heart work or just support heart performance. Ultimately, the cardiac support system consists of one or a large number of electromagnetic contraction units (actuators), which are arranged in different configurations.

Durch das kardiale Kompressionssystem gemäß der Erfindung wird verhindert, dass Bauteile in direktem Kontakt zum Blut stehen. Daher verursachen sie nicht die Bildung von Thromben, und der Patient benötigt keine blutverdünnenden Medikamente (Antikoagulantien), die mit einem erhöhten Blutungsrisiko einhergehen. Ferner wird durch die externe Kardiokompression der physiologische pulsatile Blutfluss erhalten. Ein weiterer Vorteil des Systems ist, dass das Konstruktionsprinzip einfach und daher wenig fehleranfällig ist. Auch lässt sich, da kein direkter Kontakt zum Blut besteht, eine Energieversorgung durch implantierte wiederaufladbare Batterien realisieren. Diese können dann unter Verwendung von Spulen (10) perkutan wieder aufgeladen werden ( ). Damit ist ein komplett implantierbares System realisierbar, welches im Vergleich mit aktuell verfügbaren Systemen keine Verbindung zur Außenwelt hat und daher mit einem signifikant geringeren Infektionsrisiko einhergeht.The cardiac compression system according to the invention prevents components from being in direct contact with the blood. Therefore, they do not cause thrombus formation and the patient does not need blood-thinning medications (anticoagulants) that are associated with an increased risk of bleeding. The external cardiocompression also maintains the physiological pulsatile blood flow. Another advantage of the system is that the design principle is simple and therefore not prone to errors. Also, since there is no direct contact with the blood, an energy supply can be implemented by implanted rechargeable batteries. These can then be used using coils ( 10th ) recharge percutaneously ( ). This means that a completely implantable system can be implemented, which has no connection to the outside world compared to currently available systems and therefore is associated with a significantly lower risk of infection.

Es zeigen:

  • : a) Elektromagnetischer Aktor (3) mit beidseitigem Anker (2) und Spule (1). Aktor in Ruheposition (a) ohne Stromfluß und im kontrahierten Zustand (b), wenn Strom durch die Spule fließt. c) elektromagnetischer Aktor mit einseitigem Anker. Die Aktoren können zylindrisch, quaderförmig oder in einer oder zwei Dimensionen gekrümmt sein.
  • : Elektromagnetische Aktoren (3), die direkt an der Außenseite des Herzens (4) angebracht sind.
  • : Elektromagnetische Aktoren (3), die in einem Netz (5) eingearbeitet sind, um eine gleichmäßige Kraftentfaltung zu bewirken.
  • : Elektromagnetischer Aktor (3), der von einer Hülle, z.B. aus Silikon umgeben wird (8), um die Biokompatibilität und die Anpassung an die Umgebung zu verbessern.
  • : Elektromagnetische Aktoren in einem Netz eingearbeitet, die von einer wiederaufladbaren Batterie (9) mit Energie versorgt werden. Die Batterie kann ihrerseits über eine Spule (10) transkutan über Induktion wieder aufgeladen werden.
Show it:
  • : a) electromagnetic actuator ( 3rd ) with anchors on both sides ( 2nd ) and coil ( 1 ). Actuator in the rest position (a) without current flow and in the contracted state (b) when current flows through the Coil flows. c) electromagnetic actuator with one-sided armature. The actuators can be cylindrical, cuboid or curved in one or two dimensions.
  • : Electromagnetic actuators ( 3rd ) directly on the outside of the heart ( 4th ) are attached.
  • : Electromagnetic actuators ( 3rd ) in a network ( 5 ) are incorporated in order to achieve an even development of power.
  • : Electromagnetic actuator ( 3rd ), which is surrounded by a cover, e.g. made of silicone ( 8th ) to improve biocompatibility and adaptation to the environment.
  • : Electromagnetic actuators incorporated into a network that are powered by a rechargeable battery ( 9 ) are supplied with energy. The battery can in turn via a coil ( 10th ) can be recharged transcutaneously via induction.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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.This list of documents listed by the applicant has been generated automatically and is only included for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • US 2826193 [0004]US 2826193 [0004]
  • US 4925443 [0004]US 4925443 [0004]
  • US 7198595 [0004]US 7198595 [0004]
  • US 4621617 [0004]US 4621617 [0004]

Claims (15)

Ein implantierbares elektromagnetisches kardiales Kompressionssystem, bei dem eine Herzunterstützung oder eine komplette Substitution der Herzarbeit durch eine externe Kompression mittels elektromagnetischer Aktoren erfolgt.An implantable electromagnetic cardiac compression system in which cardiac support or a complete substitution of the cardiac work is carried out by external compression using electromagnetic actuators. Das implantierbare elektromagnetische kardiale Kompressionssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromagnetischen Aktoren Zugmagneten mit einseitigem oder doppelseitigem Ankereinzug darstellen.The implantable electromagnetic cardiac compression system after Claim 1 , characterized in that the electromagnetic actuators represent pull magnets with one-sided or double-sided armature retraction. Das implantierbare elektromagnetische kardiale Kompressionssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule sowie die Anker quaderförmig sind.The implantable electromagnetic cardiac compression system after Claim 1 , characterized in that the coil and the armature are cuboid. Das implantierbare elektromagnetische kardiale Kompressionssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule sowie die Anker eine zylindrische Wölbung aufweisen.The implantable electromagnetic cardiac compression system after Claim 1 , characterized in that the coil and the armature have a cylindrical curvature. Das implantierbare elektromagnetische kardiale Kompressionssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule sowie die Anker eine sphärische Wölbung aufweisen.The implantable electromagnetic cardiac compression system after Claim 1 , characterized in that the coil and the armature have a spherical curvature. Das implantierbare elektromagnetische kardiale Kompressionssystem nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass es aus multiplen elektromagnetischen Aktoren aufgebaut ist, die in Serie, parallel oder orthogonal zueinander angeordnet und direkt an der Herzmuskulatur befestigt oder in ein Netz integriert sind.The implantable electromagnetic cardiac compression system after Claim 1 - 5 , characterized in that it is constructed from multiple electromagnetic actuators, which are arranged in series, parallel or orthogonal to one another and attached directly to the heart muscles or integrated into a network. Das implantierbare elektromagnetische kardiale Kompressionssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromagnetischen Aktoren zur Vermeidung von Druckstellen sowie zur Wärmeableitung in Polsterungsvorrichtungen aus Silikonpads oder in anderweitige Materialien eingelagert sind.The implantable electromagnetic cardiac compression system after Claim 1 , characterized in that the electromagnetic actuators for avoiding pressure points and for heat dissipation are embedded in padding devices made of silicone pads or in other materials. Das implantierbare elektromagnetische kardiale Kompressionssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromagnetischen Aktoren unter Verwendung einer entsprechenden Ummantelung direkt in die Herzmuskulatur integriert sind.The implantable electromagnetic cardiac compression system after Claim 1 , characterized in that the electromagnetic actuators are integrated directly into the heart muscles using an appropriate jacket. Das implantierbare elektromagnetische kardiale Kompressionssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromagnetischen Aktoren auf der einen Seite an der Innenseite des Brustkorbes bzw. des Perikards befestigt sind und auf der anderen Seite an der Herzmuskulatur ansetzen.The implantable electromagnetic cardiac compression system after Claim 1 , characterized in that the electromagnetic actuators are attached on one side to the inside of the chest or pericardium and attach to the heart muscles on the other side. Das implantierbare elektromagnetische kardiale Kompressionssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromagnetischen Aktoren durch eine Steuereinheit, z.B. einen Mikroprozessor synchron zum natürlichen Herzschlag angesteuert werden.The implantable electromagnetic cardiac compression system after Claim 1 , characterized in that the electromagnetic actuators are controlled by a control unit, for example a microprocessor, in synchronism with the natural heartbeat. Das implantierbare elektromagnetische kardiale Kompressionssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es Sensoren besitzt, die die elektrische Aktivität des Herzens (EKG), den Druck in der Herzkammer und der Hauptschlagader, sowie den Fluss in der Hauptschlagader messen.The implantable electromagnetic cardiac compression system after Claim 1 , characterized in that it has sensors that measure the electrical activity of the heart (ECG), the pressure in the heart chamber and the main artery, and the flow in the main artery. Das elektromagnetische Kompressionssystem, bestehend aus elektromagnetischen Aktoren, dadurch gekennzeichnet, dass es die Herzfunktion durch eine Kompression der Aorta ascendens der Aorta descendens oder der Aorta abdominalis unterstützt.The electromagnetic compression system, consisting of electromagnetic actuators, characterized in that it supports the heart function by compressing the ascending aorta, the descending aorta or the abdominal aorta. Das implantierbare elektromagnetische kardiale Kompressionssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es von einer Batterie oder einem wiederaufladbaren Akkumulator mit Strom versorgt wird. Letzterer kann über eine verbundene Spule transkutan durch Induktion wieder aufgeladen werden.The implantable electromagnetic cardiac compression system after Claim 1 , characterized in that it is powered by a battery or a rechargeable battery. The latter can be recharged transcutaneously by induction via a connected coil. Das implantierbare elektromagnetische kardiale Kompressionssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es mit einem Kabel, welches aus dem Brustkorb herausführt (life-line), mit einer Batterieeinheit und einer Steuereinheit verbunden ist.The implantable electromagnetic cardiac compression system after Claim 1 , characterized in that it is connected to a battery unit and a control unit with a cable which leads out of the chest (life-line). Das implantierbare elektromagnetische kardiale Kompressionssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es in Kombination mit einem Schrittmacher oder implantierbaren Defibrillator eingesetzt wird.The implantable electromagnetic cardiac compression system after Claim 1 , characterized in that it is used in combination with a pacemaker or implantable defibrillator.
DE102018008101.0A 2018-10-12 2018-10-12 Implantable electromagnetic cardiac compression system Withdrawn DE102018008101A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018008101.0A DE102018008101A1 (en) 2018-10-12 2018-10-12 Implantable electromagnetic cardiac compression system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018008101.0A DE102018008101A1 (en) 2018-10-12 2018-10-12 Implantable electromagnetic cardiac compression system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102018008101A1 true DE102018008101A1 (en) 2020-04-16

Family

ID=69954256

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102018008101.0A Withdrawn DE102018008101A1 (en) 2018-10-12 2018-10-12 Implantable electromagnetic cardiac compression system

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102018008101A1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060173538A1 (en) * 2001-04-10 2006-08-03 Azad Al-Najjar Artificial heart
US20140051907A1 (en) * 2008-02-11 2014-02-20 Corassist Cardiovascular Ltd. Ventricular function assisting devices and methods of use thereof
US20180064864A1 (en) * 2013-06-21 2018-03-08 Corvivo, Inc. Artificial Ventricles

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060173538A1 (en) * 2001-04-10 2006-08-03 Azad Al-Najjar Artificial heart
US20140051907A1 (en) * 2008-02-11 2014-02-20 Corassist Cardiovascular Ltd. Ventricular function assisting devices and methods of use thereof
US20180064864A1 (en) * 2013-06-21 2018-03-08 Corvivo, Inc. Artificial Ventricles

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4317752C2 (en) Device for supporting cardiac function
EP1383554B1 (en) Artificial heart
US5344385A (en) Step-down skeletal muscle energy conversion system
EP3154604B1 (en) Pump which is to be implanted into a vessel
JPS63503040A (en) Biventricular circulatory support system
DE2221417A1 (en) Device to support the blood circulation
DE102010004600A1 (en) Arrangement with a blood pump and a gas exchanger for extracorporeal membrane oxygenation
WO2017178904A1 (en) Implantable cardiac assist device using twisting extra ventricular compression
DE102013200148A1 (en) Plug system for a cardiac assist device
DE102018107518A1 (en) Implantable heart pump with integrated defibrillator components
CN206777351U (en) Collapsible left ventricle capacity-reduction device
US8372145B2 (en) Implantable artificial ventricle having low energy requirement
Stevens et al. A skeletal muscle ventricle made from rectus abdominis muscle in the dog
US20120283507A1 (en) Cardiac Assist Devices
DE102018008101A1 (en) Implantable electromagnetic cardiac compression system
DE19951220B4 (en) Device for pericardial support of cardiac activity
EP1374928A1 (en) Blood pump comprising an impeller
EP2579909B1 (en) Cardiovascular device
Nakajima et al. Update on skeletal muscle ventricles as aortic diastolic counterpulsators.
Astra et al. Skeletal muscle as a myocardial substitute
Николаев The mechanical heart
Trumble Development and testing of a muscle-powered cardiac assist device
Fischetti Biomedical engineering: The quest for the ultimate artificial heart: The Salt Lake City achievement is only the beginning; in the offing are smaller, lighter systems, and eventually a fully implantable electrohydraulic heart
Badylak et al. Optimization of pulse train duration for the electrical stimulation of a skeletal muscle ventricle in the dog
Ruggiero et al. Skeletal muscle ventricles for cardiac assistance

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: A61M0001120000

Ipc: A61M0060122000

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee