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Die Erfindung betrifft eine Klemme zur Durchflussregelung eines Blutstroms durch einen blutdurchflossenen Schlauch gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.
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Die venös-venöse (W) und venös-arterielle (VA) extrakorporale Membranoxygenierung (ECMO) Therapie wird häufig bei schwerkranken Patienten mit refraktärem kardiogenem Schock und Herzstillstand oder schwerem Lungenversagen eingesetzt. Neben der traditionellen ECMO-Kanülierung können Änderungen der Patientenbedingungen oder das Auftreten spezifischer Komplikationen (z.B. zerebrale Hypoxie oder linksventrikuläre Dilatation) Änderungen der Kanülierungsstrategien oder die Kombination von ECMO mit zusätzlichen invasiven oder minimal-invasiven Verfahren erfordern, um die Organfunktion und die Effizienz der ECMO zu verbessern.
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Bei der Anwendung dieser „hybriden“ Ansätze, wie z.B. den Zusatz einer dritten oder vierten ECMO-Kanüle zur Verbesserung der Venendrainage und/oder zur Optimierung der systemischen Hämodynamik/Sauerstoffversorgung, oder die Implementierung einer chirurgischen oder perkutanen Entlastung der linken Herzkammer (LV), zur Reduzierung der Herzdilatation und des Lungenödems, kommen Schlauchklemmen zur Blutflussregulierung zum Einsatz. Durch unterschiedliche Druck- und Widerstandsverhältnisse im venösen (Niederdruck) und arteriellen (Hochdruck) System kommt es ohne Schlauchklemmen zu einem Fluss vom arteriellen zum venösen System. Daher ist eine künstliche Widerstandserhöhung im Niederdrucksystem erforderlich, damit auch ein Fluss zum arteriellen System des Patienten erzeugt wird ( 4). Hierzu wird eine quetschende Veränderung des Schlauchquerschnitts benötigt, um den Blutdurchfluss durch den Schlauch entsprechend einzustellen.
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Die herkömmlichen Schlauchklemmen sind zwar geeignet, um Wasser und andere Fluide zu regulieren, jedoch eigentlich ungeeignet für die Regulierung von Blutflüssen mit den besonderen Eigenschaften von Blut. Die plötzliche Verminderung des Schlauchquerschnitts verursacht Strömungsverhältnisse des Blutflusses, welche zu erhöhten Wandschubspannungen und somit zur Hämolyse des Blutes führen können. Die Rezirkulation des Blutes direkt hinter den Klemmen kann dort zusätzlich Thrombenbildung bedingt durch Hämostase begünstigen. Die Gestaltung. der Quetschgeometrie der Klemme hat daher signifikanten Einfluss auf die Strömung des Blutes stromabwärts der Klemmstelle.
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Die bisher marktgängigen Schlauchklemmen für Kunststoffschläuche im klinischen Einsatz quetschen den blutdurchflossenen Schlauch entweder gegen einen Metallbügel mit ca. 5mm Durchmesser bzw. nur auf einer Länge von ca. 5mm oder wie bei einer Schere mit einer ca. 3mm breiten Spitze. Hierzu kommen überwiegend die in der 1 dargestellten Schlauchklemmen speziell bei Hybrid-ECMOs zum Einsatz. Dabei wird entweder eine U-förmiger Bügel oder einer Flachstahl zum Quetschen des Kunststoffschlauches verwendet.
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Das Ergebnis einer Strömungssimulation derartiger handelsüblicher Bügelklemmen (siehe
2) sowie der Hoffmann-Klemme (siehe
3) zeigt eine starke Verwirbelung des Blutes direkt hinter der Klemme. Die daraus entstehende Rezirkulation des Blutes kann zur Thrombenbildung durch Hämostase führen. Außerdem sind erhöhte Schubspannungen zu erkennen, welche zur Hämolyse führen können. Als Stand der Technik wären auch noch die
US 9 872 978 B1 , die
WO 2011 / 136 667 A1 und die
US 2017 / 0 246 444 A1 zu nennen.
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Der heutige Stand der Technik berücksichtigt damit in keinster Weise die Schädigung des Blutes bei der Passage des deformierten Schlauchquerschnittes aufgrund der eingesetzten Klemmenbauformen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Klemme, insbesondere für den Einsatz bei einer Hybrid-ECMO, zur Verminderung des Schlauchquerschnitts blutdurchflossener Schläuche bereit zu stellen, bei denen das Blut beim Durchtritt durch den von der Klemme beaufschlagten Bereich des Schlauches nicht oder nur unwesentlich geschädigt wird. Hierbei soll sowohl eine bei der Regulierung des Volumenstromes auftretende Traumatisierung des Blutes als auch eine Schädigung des Schlauches reduziert bzw. gänzlich vermieden werden.
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Die Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 in Zusammenwirken mit den Merkmalen des Oberbegriffes. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die Erfindung geht aus von einer gattungsgemäßen Klemme zur Durchflussregelung eines Blutstroms durch einen blutdurchflossenen Schlauch oder dgl. verformbaren Leiter, aufweisend mindestens zwei gegeneinander verstellbare Klemmteile, zwischen denen ein abzuklemmender oder hinsichtlich seiner Durchflussmenge einzustellender Abschnitt des blutdurchflossenen Schlauches einklemmbar und dadurch der Durchflussquerschnitt für das durchfließende Blut einstellbar ist. Eine derartige gattungsgemäße Klemme wird dadurch in erfindungsgemäßer Weise weiter entwickelt, mindestens eines der Klemmteile, die gegeneinander verstellbar sind und mit ihren jeweils gegenüberliegenden Klemmabschnitten an dem Schlauch anliegen, derart geformt sowie dimensioniert und relativ zu dem Schlauch anordenbar ist, dass der jeweils von dem Blut durchströmbare Querschnitt des Schlauches sich entlang der Flussrichtung des Blutes über einen ersten Abschnitt der Klemme zuerst mit geringem Gradienten gleitend verengt und sich nach Durchtreten des Blutes durch die von der Klemme hervorgerufene engste Stelle des Schlauches über einen weiteren Abschnitt der Klemme wieder mit geringem Gradienten gleitend erweitert. Es wird anschaulich gesprochen dafür gesorgt, dass der Schlauch nicht lokal oder punktuell, sondern sowohl von der maximalen Klemmung als auch danach sanft immer mehr in seinem freien Durchflussquerschnitt verengt bzw. sich wieder sanft erweitert. Hierdurch werden die negativen Effekte der dem Blut unzuträglichen schlagartigen oder sehr abrupten Klemmung herkömmlicher Klemmen vermieden und es kommt nicht zu den das Blut schädigenden Schubspannungen und Verwirbelungen an den Schlauchinnenwänden. Durch die spezielle Formgebung der den Schlauch quetschenden Abschnitte der Klemme erfolgt eine materialschonende Biegung des Schlauches und zudem eine atraumatische Umlenkung bzw. Abschnürung der Strömung des Blutes, wodurch eine hämorheologische günstigere Strömungsführung ermöglicht wird. Durch diese blutschonende Durchflussregulierung werden das Auftreten von Hämolyse und Gebiete mit Hämostase weitestgehend verhindert. Dadurch wird letztlich der Verbrauch an Blutkonserven sowie die Gefahr von Thromben reduziert. Die Formgebung des sich verengenden Abschnittes wie auch des sich wieder erweiternden Abschnittes der Klemme kann sehr vielgestaltig ausgeführt werden, wobei allen denkbaren Ausgestaltung gemein sein sollte, dass der Schlauch sanft zunehmend bzw. sanft abnehmend jeweils über einen längeren Abschnitt der Klemme aus seiner unverformten Kontur in die gequetschte Konfiguration überführt wird. Es versteht sich von selbst, dass entweder nur eines oder mehrere oder alle Klemmteile dementsprechend mit wie vorstehend beschrieben geformten Klemmabschnitten ausgebildet sein können, wobei bevorzugt eine symmetrische Anordnung der derart geformten Klemmabschnitte relativ zum Schlauch, also z.B. gegenüberliegend zueinander an dem Schlauch anliegend besonders vorteilhaft ist.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann hierzu zumindest eines der gegeneinander verstellbaren Klemmteile der Klemme des abzuklemmenden Schlauches anzuordnende Klemmabschnitte aufweisen, deren an dem Schlauch anliegenden Kontaktflächen beidseitig der engsten Abklemmstelle des Schlauches rampenartige oder gekrümmte, sich entlang der Flussrichtung des Blutes verengende und/oder erweiternde Klemmabschnitte aufweisen. Durch die rampenartige oder gekrümmte Formgebung der an dem Schlauch anliegenden Kontaktflächen stützt sich zum einen die Klemme sicher an dem Schlauch ab und wird über die Reibung an dem Schlauch festgelegt, zum anderen ist eine rampenartig oder gekrümmt sich verengende bzw. sich erweiternde Formgebung der Klemmabschnitte besonders dafür geeignet, die sanfte Querschnittsänderung des Schlauches im Bereich der Klemme zu bewirken. Dabei sind die rampenartig oder gekrümmt ausgebildeten Klemmabschnitte mindestens eines der gegeneinander verstellbaren Klemmteile vorzugsweise mit geringem Gradienten V-artig oder U-artig sich entlang der Flussrichtung des Blutes verengend und/oder erweiternd ausgebildet. Die V-artig oder U-artig den Schlauch zunehmend quetschenden Klemmabschnitte bilden dadurch eine Art flachen Einlauftrichter vor bzw. flachen Auslauftrichter hinter der Stelle der maximalen Querschnittsverringerung, wobei der Verlauf der Quetschung des Schlauches von dem Maß der Ausbildung der V-Form oder U-Form und der Länge der Klemmabschnitte vor bzw. hinter der Stelle der maximalen Querschnittsverringerung abhängen.
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Hierbei ist es von Vorteil, wenn die rampenartig oder gekrümmt ausgebildeten Klemmabschnitte einen gleitenden Übergang des durchströmbaren Querschnitts des Schlauches mit einem Verengungswinkel und/oder Erweiterungswinkel von nicht mehr als 10°, vorzugsweise von nicht mehr als 5°, bezogen auf die Durchströmungsrichtung des Blutes durch den Schlauchabschnitt aufweisen. Eine derart sanfte Querschnittsänderung entlang der z.B. ca. 100-180 mm lang ausgebildeten Klemme sorgt nur in geringem Maße oder gar nicht für eine unerwünschte Beeinflussung des durchtretenden Blutstroms mit den vorstehend dargestellten Nachteilen. Die rampenartig ausgebildeten Klemmabschnitte mindestens eines der gegeneinander verstellbaren Klemmteile bewirken hierbei eine linear sich verengende und/oder linear sich wieder erweiternde Konfiguration des geklemmten Schlauches, wohingegen die gekrümmt ausgebildeten Klemmabschnitte mindestens eines der gegeneinander verstellbaren Klemmteile eine gekrümmte, vorzugsweise kreisförmige, ellipsenförmige oder auf sonstige Weise gleitend gekrümmt verengende und/oder sich wieder erweiternde Konfiguration des geklemmten Schlauches bewirken können. Diese verschiedenen möglichen Formgebungen bieten eine Vielzahl von Optionen und Ausgestaltungen der Klemme, die abhängig von Schlauchdurchmesser und Druckverhältnissen im Schlauchsystem angepasst werden können.
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Weiterhin ist es denkbar, dass zwischen den sich verengenden und sich wieder erweiternden Klemmabschnitten der gegeneinander verstellbaren Klemmteile ein Klemmabschnitt für einen gleichbleibenden Querschnitt des Schlauches angeordnet ist, in dem konstante Strömungsverhältnisse herrschen und in der Regel die maximale Quetschverformung und Querschnittsverringerung des Schlauches durch die Klemme erreicht wird.
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Weiterhin ist es von Vorteil, wenn mindestens ein Abstandshalter, vorzugsweise im Bereich der sich verengenden, der gleichbleibenden oder sich wieder erweiternden Klemmabschnitte der gegeneinander verstellbaren Klemmteile, vorzugsweise ein Vorsprung oder dgl., an mindestens einem der Klemmabschnitte so zwischen den beiden Klemmteilen angeordnet ist, dass ein vollständiges Abklemmen des Schlauches verhindert ist. Hierdurch wird sicher und formschlüssig verhindert, dass die Klemme versehentlich vollständig zugeklemmt wird und dadurch der Blutfluss zum Stillstand kommt. Gerade bei der ECMO-Therapie soll die Klemme ja den Blutfluss nur regeln und nicht vollständig abklemmen, was durch den Abstandshalter sicher gewährleistet ist. Es ist aber selbstverständlich denkbar, die Klemmen mit unterschiedlich großen Abstandshaltern auszustatten oder auch ganz ohne Abstandshalter, wenn dies für andere Anwendungen sinnvoll sein sollte, bei denen ggf. der Blutfluss sicher verhindert werden soll.
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In einer ersten Ausgestaltung ist es von Vorteil, wenn die gegeneinander verstellbaren Klemmteile der Klemme linear zueinander, vorzugsweise senkrecht zu der Erstreckungsrichtung des Schlauches, aufeinander zu oder voneinander weg verstellbar sind. Hierdurch wird eine genaue und kinematisch gleichmäßige Veränderung des Querschnittes des Schlauches innerhalb der Klemme erreicht, unabhängig von der Art der Betätigung der Klemmteile. Dabei ist es insbesondere von Vorteil, wenn die linear senkrecht zu der Erstreckungsrichtung des Schlauches verstellbaren Klemmteile gegeneinander geführt, vorzugsweise mittels an einem oder beiden der Klemmteile angeordneten Führungselementen, zueinander verstellbar sind. Hierdurch wird die zur gezielten Querschnittsverringerung des Schlauches notwendige räumliche Zuordnung der Klemmteile zueinander immer sicher gewährleistet und Fehlbedienungen oder Fehlpositionierungen der Klemmteile zueinander können nicht auftreten. In weiterer Ausgestaltung können die Führungselemente säulenartig an einem oder beiden der Klemmteile angeordnete Führungselemente sein, die zunehmend in zugeordnete Öffnungen an dem jeweils anderen Klemmteil eintauchen, wenn die Klemmteile beim Abklemmen des Schlauches aufeinander zu verstellt werden. Derartige säulenartige Führungselemente haben weiter den Vorteil, dass die Führungselemente den Schlauch zwischen sich aufnehmen und passend zu den Klemmteilen anordnen können, so dass der Schlauch nicht versehentlich aus der Klemme heraustreten kann.
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Für die Verstellung der beiden Klemmteile zueinander ist es von Vorteil, wenn die verstellbaren Klemmteile von einem U-förmig bügelartigen Halter zumindest abschnittsweise umgriffen sind, der mit einem seiner Endbereiche an einem der Klemmteile festlegbar oder in eines der Klemmteile einsteckbar ist, und an seinem anderen Endbereich ein Verstellelement aufweist, mit dem die jeweilige Klemmstellung der beiden Klemmteile zueinander und damit die Querschnittsverringerung des Schlauchs verstellbar ist. Neben der Führung der beiden Klemmteile zueinander durch die Führungselemente müssen die Klemmteile in Klemmrichtung zueinander bewegt und in der gewünschten Lage zueinander festgelegt werden können. Die geschieht am einfachsten durch den U-förmig bügelartigen Halter, der mit beiden Klemmteilen wie beschrieben wechselwirkt. Da die Klemmteile zur Aufnahme des Schlauches zwischen sich voneinander entfernbar sein müssen, um auch auf schon verkabelte Schläuche aufgebracht werden zu können, müssen die jeweils separat auf den Schlauch aufgesteckten Klemmteile aneinander festgelegt werden können, um die bestimmungsgemäße Klemmung herstellen zu können. Hierzu dient der U-förmig bügelartige Halter, der an einem der Klemmteile festlegbar und am einfachsten in diesen einsteckbar ausgebildet werden kann und dem anderen Klemmteil zugeordnet das Verstellelement aufweist, das im an dem Schlauch festgelegten Zustand zur Relativverstellung der Klemmteile zueinander und damit zur Einstellung der Klemmwirkung benötigt wird. Das Verstellelement bewegt dann die beiden Klemmteile aufeinander zu und voneinander weg und sichert die gewünschte Stellung der beiden Klemmteile zueinander.
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In einer anderen Ausgestaltung der Klemme ist es denkbar, dass mindestens eines der Klemmteile einen aus elastisch verformbaren Material gebildeten Klemmabschnitt aufweist, der durch das Verstellelement rampenartig oder gekrümmt in seiner dem anderen Klemmteil gegenüberliegenden Form veränderbar ist und einem z.B. eben, rampenartig oder gekrümmt ausgebildeten Klemmabschnitt des anderen Klemmteils gegenüberliegt. Hierdurch wird etwa mittels verformbarer Federbleche oder verformbarer elastischer Materialien wie etwa Kunststoffen oder dgl. der den Schlauch berührende Bereich der entsprechenden Klemmteile durch das Verstellelement so verformt, dass dieser Bereich die gewünschte rampenartig oder gekrümmt ausgebildete Form einnimmt, wenn der Schlauch bestimmungs- und wunschgemäß geklemmt wird. Dies hat den Vorteil, dass die beiden Klemmteile fest aneinander festgelegt werden können und sich nur der oder die Abschnitte der Klemmteile aus dem elastisch verformbaren Material verformen müssen, um die sanfte Querschnittsveränderung zu bewirken.
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In einer ersten Ausgestaltung ist es denkbar, dass das Verstellelement eine Schraube aufweist, wobei die Schraube vorzugsweise eine Sicherungseinrichtung aufweist, die die Schraube in ihrer gewünschten Lage relativ zu den Klemmteilen der Klemme und damit die Klemmstellung der Klemmteile zueinander sichert und dadurch eine unbeabsichtigte Veränderung des Blutflusses durch die abgeklemmte Stelle des Schlauches verhindert. Mittels einer leicht geeignet zu betätigenden Schraube können die zusammen wirkenden Klemmteile leicht linear verstellt werden und es ist zudem einfach, eine Sicherung der Schraube in der gewünschten Klemmposition zu bewirken. Hierzu werden in vorteilhafter Weise in die Schraube als Sicherungseinrichtung Öffnungen, insbesondere Querbohrungen oder Querschlitze, senkrecht zur Schraubrichtung eingebracht, in die in der gewünschten Drehorientierung und Stellung der Schraube bügelartige oder clipsartige Sicherungselemente einsteckbar sind, die eine Veränderung der Drehstellung der Schraube und damit der Klemmstellung der Klemmteile zueinander verhindern. Hierdurch ist es einfach durch Einstecken eines solchen Sicherungselementes möglich, unbeabsichtigte Verdrehungen der Schraube und damit Verstellungen der Klemmteile zueinander zu verhindern.
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In einer anderen Ausgestaltung ist es aber auch denkbar, dass die Schraube als Sicherungseinrichtung Formgebungen im Kopfbereich der Schraube aufweist, an denen in der gewünschten Drehorientierung und Stellung der Schraube angreifende Sicherungselemente festlegbar sind, die eine Veränderung der Drehstellung der Schraube und damit der Klemmstellung der Klemmteile zueinander verhindern. Hierzu kann etwa der Kopf einer Sechskantschraube dienen, auf den eine passende hutartig auf dem Kopf der Schraube aufsitzende und drehfest angeordnete Sicherungseinrichtung aufgesetzt werden kann.
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In einer anderen Ausgestaltung der räumlichen Beweglichkeit der Klemmteile der Klemme zueinander ist es aber auch denkbar, dass die gegeneinander verstellbaren Klemmteile der Klemme parallel zu der Erstreckungsrichtung des Schlauches zueinander verstellbar, vorzugsweise übereinander schiebbar um den Schlauch herum angeordnet sind. Hierdurch ist es denkbar, nach dem Aufsetzen der beiden Klemmteile auf den Schlauch durch eine Schiebebewegung in Schlauchrichtung die gewünschte Zuordnung der beidem Klemmteile der Klemme und damit die Querschnittsverringerung des blutdurchflossenen Schlauchquerschnitts zu bewirken.
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In einer weiteren, alternativen Ausgestaltung der räumlichen Beweglichkeit der Klemmteile der Klemme zueinander ist es aber auch denkbar, dass die gegeneinander verstellbaren Klemmteile der Klemme verschwenkbar zueinander verstellbar ausgebildet sind, wobei die Verschwenkachse der gegeneinander verstellbaren Klemmteile vorzugsweise senkrecht zur Erstreckungsrichtung des Schlauches angeordnet ist. Hierdurch können nach dem Einführen des Schlauches zwischen die beiden Klemmteile die Klemmteile zueinander klappend die gewünschte Klemmung des Schlauches bewirken, wobei in vorteilhafter Weise die gegeneinander verschwenkbaren Klemmteile der Klemme die Schwenkbewegung beim Verschwenken der Klemmteile aufeinander zu und voneinander weg bezogen auf den Schlauch ausführen. Hierbei können in weiterer Ausgestaltung die gegeneinander verschwenkbaren Klemmteile der Klemme so ausgebildet sein, dass die gegeneinander verschwenkenden Klemmteile eine näherungsweise lineare Bewegung aufeinander zu und voneinander weg bezogen auf den Schlauch ausführen.
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Weiterhin ist es denkbar, statt einer Schraube an der Klemme als Verstellelement einen Verstellhebel oder einen Verstellexzenter oder einen Verstellkniehebel vorzusehen, durch die die Klemmteile relativ zueinander positioniert und in der gewünschten Position arretiert werden können..
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Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Klemme zeigt die Zeichnung.
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Es zeigt:
- 1 - Ausgestaltungen herkömmlich verwendeter Klemmen aus dem Stand der Technik, 1a zeigt eine Bügelschlauchklemme und 1b eine Schlauchklemme nach Hoffmann,
- 2 - Rezirkulationsgebiete des Blutes vor und hinter der Bügelklemme,
- 3 - Rezirkulationsgebiete des Blutes vor und hinter der Hoffmann-Klemme,
- 4 - Einsatz von Schlauchklemmen bei der hybriden ECMO-Therapie,
- 5a, 5b - räumliche Ansichten einer ersten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Klemme mit linearer, senkrecht zur Erstreckung des Schlauches ausführbarer Klemmbewegung hier zweier gegenüberliegender und säulengeführter Klemmteile im noch nicht betätigten Zustand,
- 6 - ebene Detailzeichnungen und Explosionsdarstellung der Bauteile der Klemme gemäß 5,
- 7 - die Klemme gemäß 5 im den Schlauch quetschenden Zustand,
- 8 - simuliertes Strömungsbild des Blutes vor und hinter der erfindungsgemäßen Klemme,
- 9 - Sicherungsmöglichkeiten einer Schraube als Verstellelement einer Klemme gemäß 5 im Bereich des Schraubenschaftes oder des Schraubenkopfes,
- 10 - eine andere Ausgestaltung einer Klemme gemäß 5 mit einer elastisch verformbaren Klemmfläche an einem der Klemmteile.
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Der grundsätzliche Aufbau einer Klemme 1 ist in den 5a und 5b in jeweils einer räumlichen Ansicht einer ersten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Klemme 1 mit linearer, senkrecht zur Erstreckung des Schlauches 4 ausführbarer Klemmbewegung zweier gegenüberliegender und säulengeführter Klemmteile 2, 3 im noch nicht betätigten Zustand zu erkennen. In der 6 sind ebene Detailzeichnungen und eine Art Explosionsdarstellung der Bauteile der Klemme 1 gemäß 5 zu erkennen, die 7 zeigt die Klemme gemäß 5 im den Schlauch 4 quetschenden Zustand.
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Die Klemme 1 besteht grundsätzlich aus etwa plattenförmigen Klemmteilen 2, 3, dem unteren Klemmteil 3 und dem oberen Klemmteil 2, zwischen denen bei der Benutzung der Klemme 1 der Schlauch 4 angeordnet wird. Die räumliche Zuordnung der hier zwei Klemmteile 2, 3 erfolgt mittels vier in jeder der Ecken angeordneten säulenartigen Führungselementen 5, die etwa am unteren Klemmteil 3 befestigt sind und in Richtung des oberen Klemmteils 2 von dem unteren Klemmteil 3 abstehen. Im oberen Klemmteil 2 sind vier passende Öffnungen 13 angebracht, in die die säulenartigen Führungselemente 5 eingesteckt werden und dadurch die Klemmteile 2, 3 einander räumlich zuordnen. Bei einer Betätigung der Klemme 1 wie in 7 erkennbar verschieben sich die säulenartigen Führungselemente 5 an dem unteren Klemmteil 3 relativ zu den Öffnungen 13. Weiter haben die säulenartigen Führungselemente 5 den Vorteil, dass der zu klemmende Schlauch 4 zwischen den säulenartigen Führungselementen 5 eingelegt werden kann und daher relativ zu den Klemmteilen 2, 3 geführt ist und nicht seitlich ausweichen kann.
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Beide Klemmteile 2, 3 weisen auf der dem Schlauch 4 und dem jeweils anderen Klemmteil 3, 2 zugewandten Oberflächen eine Formgebung auf, die eine blutschonende Quetschung des Schlauches 4 ermöglichen. Hierzu weist in der abgebildeten Ausgestaltung jedes Klemmteil 2, 3 in Längsrichtung bzw. Durchflussrichtung 28 des Blutes durch den Schlauch 4 einen abgerundeten Einlaufbereich 16 auf, der Beschädigungen des Schlauches 4 verhindern soll. In Durchflussrichtung 28 des Blutes schließt sich dann ein hier rampenförmig erhabener Verengungsabschnitt 17 an, der zusammen mit dem gegenüberliegenden und gleichartig ausgebildeten Verengungsabschnitt 17 des anderen Klemmteils 2, 3 eine Art V-förmig sich verengenden Kanal bildet. Dieser sich V-förmig verengende Kanal, der von den beiden Klemmteilen 2, 3 begrenzt wird, weist nur eine auf seine Länge geringe Neigung auf, so dass der Schlauch 4 sachte von seinem normalen Querschnitt auf einen am stärksten verengten Querschnitt 18 umgeformt wird. Dieser am stärksten verengte Querschnitt 18 ist etwa mittig an der Klemme 1 angeordnet und erstreckt sich ein Stück weit entlang der Durchflussrichtung 28 des Blutes. Daran anschließend ist wiederum ein hier rampenförmig erhabener Abschnitt 19 angeordnet, nun aber ein sich hier rampenförmig ausgebildeter Erweiterungsabschnitt 19, in dem in Durchflussrichtung 28 des Blutes der Schlauch 4 immer weniger gequetscht wird und sich der offene Querschnitt des Schlauches 4 immer mehr erweitert. In Durchflussrichtung 28 des Blutes ist wiederum ein abgerundeter Auslaufbereich 16 für den Schlauch 4 angeordnet.
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Durch diese hier jeweils rampenartig geformten Verengungsabschnitte 17 und Erweiterungsabschnitte 19 wird der Blutfluss innerhalb des Schlauches 4 zwar gedrosselt, dies läuft aber ohne die vorstehend beschriebenen negativen Auswirkung auf die Eigenschaften des Blutes ab und erfolgt daher für das Blut sehr schonend. Dies kann man auch sehr deutlich an dem simulierten Strömungsbild des Blutes vor und hinter der erfindungsgemäßen Klemme 1 in der 8 erkennen. Sie bewirkt zum einen eine materialschonende Biegung bzw. Querschnittsreduktion des Schlauches 4 und dadurch zum anderen eine atraumatische Umlenkung bzw. Abschnürung der Strömung des Blutes durch den Bereich des verringerten Querschnitts des Schlauches 4. Die hämorheologisch günstigere Strömungsführung verhindert weitestgehend sowohl das Auftreten von Hämolyse als die Entstehung von Gebieten mit Hämostase.
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Es versteht sich von selbst, dass die Formgebung der Klemmteile 2, 3 zur sanften Verringerung des Querschnittes des gequetschten Schlauches 4 vielfach variiert werden kann. So ist neben der in den 5, 6 und 7 abgebildeten rampenförmigen Formgebung auch eine andere, z.B. abgerundete Formgebung der Klemmteile 2, 3 in diesem Bereich möglich, z.B. kreisförmig oder elliptisch sanft abgerundet. Auch können rampenförmige und gekrümmte Formgebungen der Klemmteile 2, 3 miteinander kombiniert werden, zudem kann der Verengungsabschnitt 17 eine andere Gestaltung als der Erweiterungsabschnitt 19 aufweisen, auch können die beiden Klemmteile 2, 3 unterschiedlich geformte Verengungsabschnitte 17 bzw. Erweiterungsabschnitte 19 aufweisen.
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Die erfindungsgemäße Klemme 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass zu beiden Seiten des engsten Quetschbereiches 18 sowohl der Verengungswinkel α als auch der Erweiterungswinkel β des Schlauches 4 unterhalb von ca. 10° liegen. Die Klemme 1 besteht z.B. aus einem oberen Klemmteil 2 und unteren Klemmteil 3 mit jeweils flach abgeschrägten Flanken mit einem Flankenwinkel von z.B. 3°. In beide Richtungen ergibt sich durch das Abschrägen der Flanken der Klemmteile 2, 3 ein Gesamtöffnungswinkel von 6°. Dadurch wird der blutführende Schlauch 4 auf einer Länge von hier z.B. maximal 180 mm abgeklemmt. Dazu sind die Flanken der beiden Klemmteile 2, 3 entsprechend z.B. rampenförmig abgeschrägt. Die eigentliche Zone 18, in der der Schlauch 4 konstant zusammengedrückt wird, hat nur eine relativ geringe Länge. Auch ist es denkbar, den Erweiterungsabschnitt 19 in Durchflussrichtung 28 des Blutes direkt anschließend an den Verengungsabschnitt 17 folgen zu lassen, so dass kein konstanter Querschnitt des Schlauches 4 einstellt, sondern der am stärksten verengte Querschnitt 18 des Schlauches 4 am Übergangsbereich zwischen Verengungsabschnitt 17 und Erweiterungsabschnitt 19 einstellt.
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Das Zusammendrücken des Schlauches 4 (in den 6 und 7 nur durch die von oben und unten angeordneten Pfeile angedeutet) wird, wie in 5a und 5b am besten zu erkennen, dadurch erreicht, dass über eine Schraube 9, die in einen Schenkel 7 eines U-förmigen Bügels 6 mit rechteckigem Querschnitt einschraubbar ist, das untere Klemmteil 3 gegen das obere Klemmteil 2 gedrückt wird. Hierzu wird der U-förmige Bügel 6 mit einem Schenkelende 8 in eine Ausnehmung 15 an dem oberen Klemmteil 2 seitlich eingesteckt und dadurch an dem oberen Klemmteil 2 gehaltert. Der andere Schenkel 7 des U-förmigen Bügels 6 umgreift dann außenseitig das untere Klemmteil 3 so, dass die in diesem Schenkel 7 des U-förmigen Bügels 6 schraubbar gehalterte Schraube 9 von unten auf das untere Klemmteil 3 drücken kann und dadurch unteres Klemmteil 3 und oberes Klemmteil 2 gegeneinander verspannt und aufeinander zu geschoben werden. Dadurch wird der Schlauch 4 zwischen den Klemmteilen 2, 3 gequetscht. So kann z.B. der Schlauchquerschnitt auf einer Länge von z.B. maximal 180 mm und minimal 100 mm kontinuierlich reduziert werden. Nur in der Mitte der Klemme 1, in dem Bereich 18, in dem sich die Klemmteile 2, 3 am nahesten kommen, ist ein vollständiges Abquetschen des Schlauchs 4 möglich. Es ist aber auch denkbar, über beidseitig des Schlauches 4 z.B. an dem oberen Klemmteil 2 angeordnete und ggf. in ihren Maßen anpassbare Abstandshalter 12 ein vollständiges Abquetschen des Schlauchs 4 unmöglich zu machen, wodurch ein Mindest-Blutfluss auf jeden Fall erhalten bleibt. Ein Verdrehen oder Verrutschen der beiden Klemmteile 2, 3 wird durch die vier Führungselemente 5 an dem unteren Klemmteil 3 verhindert. Das Lösen der Quetschung des Schlauches 4 erfolgt dann in umgekehrter Reihenfolge durch Lösen der Schraube 9.
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Vor Beginn des Einsatzes der erfindungsgemäßen Klemme 1 wird der Schlauch 4 in Längsrichtung 28 zwischen die bolzenartigen Führungselemente 5 des unteren Klemmteils 3 gelegt. Anschließend wird das obere Klemmteil 2 längs zum Schlauchverlauf so auf das untere Klemmteil 3 gelegt, dass die bolzenartigen Führungselemente 5 passgenau durch die vier Öffnungen 13 des oberen Klemmteils 2 platziert sind.
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Während diese Situation mit einer Hand gehalten wird, wird mit der anderen Hand der U-förmige Klemmbügel 6 mit dem Schenkel 8 in die rechteckförmige Öffnung 15 des oberen Klemmteils 2 gesteckt. Anschließend wird die Schraube 9 in die Gewindebohrung des gegenüberliegenden Schenkels 7 des Klemmbügels 6 geschraubt. Mittels Drehung der Schraube 9 werden erst die beiden Klemmteile 2, 3 gegeneinander fixiert. Im weiteren Verlauf erfolgt dann die Quetschung des Schlauches 4 und dadurch die Regulierung des Durchflusses.
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Von wesentlicher Bedeutung für die Sicherheit der Benutzung der erfindungsgemäßen Klemme 1 ist es, dass die Klemme 1 nach bestimmungsgemäßer Einstellung des Blutflusses aufgrund der Quetschung des Schlauches 4 diese Einstellung sicher beibehält und der Blutfluss nicht unbeabsichtigt oder unsachgemäß verändert werden kann. Hierzu dient eine Sicherung der hier beschriebenen Schraube 9 zur Einstellung des Quetschungsgrades des Schlauchs 4 zwischen den Klemmteilen 2, 3. Zur Lagesicherung dieser Schraube 9 kann z.B. ein handelsüblicher Federstecker durch eine passende Querbohrung 21 in der Schraube 9 zwischen dem unteren Klemmteil 3 und dem Klemmbügel 6 gesteckt werden. Durch einen kräftigen Zug an dem Federstecker lässt sich dieser wieder leicht aus der Querbohrung 21 in der Schraube 9 entfernen. Eine solche Schraube 9 ist in der 9a zu erkennen, bei in Längsrichtung der Schraube 9 immer um 90° versetzt zueinander eine Reihe von Querbohrungen 21 angebracht ist, so dass die Schraube 9 z.B. nach jeder Vierteldrehung nach Erreichen des gewünschten Einstellzustands der Klemme 1 in dieser Lage durch einen Federstecker gesichert werden kann. Durch diese Ausgestaltung wird eine Sicherung der zum Einsatz kommenden Schraube 9 gegen unbeabsichtigtes Herausdrehen erreicht. In dem Gewindeabschnitt der Schraube 9 befinden sich z.B. Bohrungen 21 von 2,5 mm Durchmesser mit äquidistantem Abstand, die von Ebene zu Ebene um 90° versetzt sind.
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Bei der Verwendung einer geschlitzten Schraube 9 gemäß 9b wird der eingestellte Blutvolumenstrom dadurch fixiert, in dem ein spezieller Bügelclip 11 durch einen längs der Schraubenachse angeordneten Schlitz 29 in der Schraube 9 hindurch geschoben wird, wie dies auch in den 5a und 5b zu erkennen ist. Der Bügelclip 11 lässt sich z.B. einfach in einer passenden Aussparung des Klemmbügels 6 arretieren und später ebenso wieder lösen. Durch diese Kombination wird eine Sicherung der zum Einsatz kommenden geschlitzten Schraube 9 gegen unbeabsichtigtes Herausdrehen jeweils nach einer halben Drehung der Schraube 9 erreicht. Das Gewinde der Schraube 9 ist bis auf die letzten ca. 5 mm geschlitzt, um dort einen Bügelclip 11 durchschieben zu können. Der Bügelclip 11 selbst erhält zu beiden Seiten einen Vorsprung, damit er leichter mit seiner „Nase“ in eine Arretierungsaussparung an dem Klemmbügel 6 eingeführt und von dort wieder entfernt werden kann.
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Eine weitere Form der Lagesicherung der Schraube 9 ist auch dadurch möglich, dass im Bereich des z.B. als Sechskantschraube ausgebildeten Schraubenkopfes 20 eine Verdrehsicherung angebracht wird, wie dies in der 9c grob angedeutet ist. So kann z.B. eine hülsenartige und grob wie ein Ringschlüssel geformte Aufnahme 22 den Schraubenkopf 20 übergreifen und den Schraubenkopf 20 in der erreichten Drehorientierung sichern. Hierzu wird die hülsenartige Aufnahme 22 an dem unteren Klemmteil 3 so z.B. längsverstellbar festgelegt, dass die hülsenartige Aufnahme 22 sich zwar verschieben, aber nicht gegenüber dem unteren Klemmteil 3 verdrehen kann. Dies kann z.B. über nicht weiter dargestellte Hebel und Federmechanismen erfolgen.
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Die vorstehend beschriebenen Bauteile der erfindungsgemäßen Klemme 1 können z.B. wie nachfolgend näher spezifiziert werden:
- • Unteres Klemmteil 3 mit Führungsbolzen 5
- Länge = 100 - 180 mm
- Breite = 35 mm
- mit 3° abgeschrägte Flanken, so dass Schlauchöffnungswinkel maximal 6° beträgt
- 4 Führungsbolzen mit 5 mm Durchmesser
- Material: Kunststoff oder Edelstahl
- • Oberes Klemmteil 2 mit Öffnung 15 für Klemmbügel 6 und Bohrungen 13 für Führungsbolzen 5
- Länge = 100 - 180 mm
- Breite = 35 mm
- mit 3° abgeschrägte Flanken, so dass Schlauchöffnungswinkel maximal 6° beträgt
- 4 Bohrungen mit 5,5 mm Durchmesser
- Öffnung 15 für Aufnahme des Klemmbügels 6 mit Rechteckquerschnitt
- von 3 mm × 20 mm
- Material: Kunststoff oder Edelstahl
- • U-förmiger Klemmbügel 6 mit Rechteckquerschnitt
- U-förmiger Flachstahl mit Gewindebohrung (M10) im unteren Schenkel 7 ggf. mit zwei seitlichen Aussparungen zur Arretierung des Bügel-Clips
- Rechteckquerschnitt von 2,5 mm × 19,5 mm
- Material: Edelstahl
- • Schraube M10 mit versetzen Bohrungen für Federstecker
- Material: Kunststoff oder Edelstahl
- • Federstecker mit max. 2mm Durchmesser für Rändelschraube M10 mit Bohrungen
- • geschlitzte Spezial-Rändelschraube 9 M10 für Clip Material: Kunststoff oder Edelstahl
- • Bügelclip 11 mit beidseitigem Bügel für geschlitzte Schraube 9 M10 sowie „Nasen“ für die Aussparungen am Klemmbügel 6 zur Arretierung.
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In der 10 ist eine abgewandelte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Klemme 1 erkennbar, bei der keine in ihrer Form fest vorgegebenen Klemmabschnitte 17, 18, 19 der Klemmteile 2, 3 vorgesehen sind, sondern zumindest an einem der Klemmteile 2, 3 ein elastisch verstellbares Band 24 die sanft entlang der Strömungsrichtung 28 des Blutes verlaufende Quetschung des Schlauches 4 bewirkt. Hierzu wird an einem etwa plattenartig flach ausgebildeten unteren Klemmteil 3 ein elastisch verformbares, bandartiges Band 24 so auf der dem oberen Klemmteil 2 zugewandten Seite befestigt, dass es durch eine relativ zu dem unteren Klemmteil 3 verstellbare Schraube 9 mit einem pilzkopfartig geformten Schraubenende 25 in Richtung auf das obere Klemmteil 2 zu verformt werden kann. Hierzu sind untere und oberes Klemmteil 2, 3 in festem Abstand zueinander aneinander festgelegt. Mit zunehmendem Einschrauben des pilzkopfartig geformten Schraubenendes 25 der Schraube 9 in Richtung auf das obere Klemmteil 2 wird das elastisch verformbare Band 24 eine wie vorstehend beschriebene sanft gekrümmte Rampenform eines zu dem 5, 6 und 7 beschriebenen Verengungsabschnitts 17 und eines in Durchflussrichtung 28 des Blutes danach angeordneten Erweiterungsabschnitts 19 annehmen und dadurch den Schlauch 4 einseitig gegen das hier ebenfalls eben ausgestaltete obere Klemmteil 2 quetschen. Somit lässt sich auch hier ein sanfter Durchtritt des Blutes durch die Klemme 1 realisieren. Selbstverständlich ist es auch möglich, beide Klemmteile 2, 3 mit derartigen elastisch verformbaren Bändern 24 und Schrauben 9 zu versehen. Derartige Bänder 24 können etwa aus einem Federstahlband oder einen dehnbaren elastischen Kunststoffband oder dgl. gebildet sein und etwa durch Einklemmen oder auf sonstige Weise an den Klemmteilen 2, 3 festgelegt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Klemme
- 2
- oberes Klemmteil
- 3
- unteres Klemmteil
- 4
- Schlauch
- 5
- säulenartige Führungseinrichtung
- 6
- U-förmiger Bügel
- 7
- Bügelschenkel mit Schraubengewinde
- 8
- Bügelschenkel mit Einsteckende
- 9
- Schraube
- 10
- Schlitz
- 11
- Sicherungsclip
- 12
- Abstandshalter
- 13
- Öffnungen für säulenartige Führungseinrichtung
- 14
- Verstellrichtung Klemmteile
- 15
- Einstecköffnung für Bügel
- 16
- Abrundungen
- 17
- Verengungsabschnitt
- 18
- Abschnitt Konstantquetschung
- 19
- Erweiterungsabschnitt
- 20
- Schraubenkopf
- 21
- Querbohrung
- 22
- hülsenartige Aufnahme für Schraubenkopf
- 23
- verstellbare Halteeinrichtung für hülsenartige Aufnahme
- 24
- elastisches Band
- 25
- pilzkopfartiges Schraubenende
- 26
- Festlegung elastisches Band
- 27
- Bereich stärkster Quetschung des Schlauchs
- 28
- Fließrichtung des Bluts
- 29
- Schlitz
