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Herz-Lungen-Maschine Ein besonderes Problem bei Herz-Lungen-Maschinen
bringt die Forderung mit sich. dem Patienten während der Operation arteriell ebensoviel
Blut wieder zuzuführen. wie ihm venös entzogen worden ist, also das Problem der
Konstanthaltung des Perfusionsvolumens. Es ist bekannt, alle Blut enthaltenden Behälter,
wie Vorratsgefäße, Oxygenator usw., laufend zu wiegen und dadurch die Menge des
in der Maschine befindlichen Blutes zu bestimmen. Der Aufbau und die Bedienung der
Maschine wird dadurch verhältnismäßig umständlich. Es ist ferner bekannt, die Perfusion
durch Messung des venösen und arteriellen Druckes zu steuern. Dies bedingt jedoch
einen beträchtlichen Aufwand und bringt die Gefahr erhöhter Störanfälligkeit mit
sich.
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Bei einer anderen bekannten Herz-Lungen-Maschine wird die Förderleistung
einer zwischen Oxygenator und dem Patienten angeordneten Pumpe mechanisch-pneumatisch
in Abhängigkeit von der Höhe des Blutspiegels im Oxygenator gesteuert. Als Meßglied
dient dabei ein in einem Sammelgefäß im Oxygenator angeordneter Schwimmer, der über
ein durch die Wand des Oxygenators geführtes Gestänge mit einem pneumatischen Ventil
gekuppelt ist, durch dessen Verstellung das Hubvolumen der Pumpe steuerbar ist.
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Diese Art der Steuerung hat den Nachteil, daß die dem Patienten pro
Zeiteinheit zugeführte Blutmenge nicht unabhängig wählbar ist, sondern von den Vorgängen
im Blutkreislauf abhängt. Wenn Blut aus dem Kreislauf ausscheidet, z. B. durch Ansammlung
von Koronarblut im Thorax oder durch Verspritzen, so wird die Förderleistung der
Pumpe entsprechend verringert, während sich andererseits die Pumpleistung plötzlich
stark erhöht, wenn in die Maschine auf einmal eine größere Blutmenge eingeführt
wird, z.B. durch intermittierendes Absaugen von Koronarblut, Nachfüllen einer Blutkonserve
usw. Ein Blutaustausch ist bei der bekannten Maschine nur mit Schwierigkeiten durchzuführen.
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Durch die Erfindung sollen die erwähnten Nachteile beseitigt werden.
Eine Herz-Lungen-Maschine mit einem Blutvorratsbehälter, einem venösen Behälter,
in den das Blut des Patienten eingeleitet wird, mit einem Oxygenator und einer Pumpe,
durch die das Blut in eine Arterie des Patienten zurückgepumpt wird, ist gemäß der
Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß Vorratsbehälter, venöser Behälter und Oxygenator
frei miteinander kommunizieren und daß mindestens ein Behälter, vorzugsweise der
Vorratsbehälter, zur Beeinflussung des Flüssigkeitsstandes im Oxygenator in der
Höhe verstellbar ist.
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Die Erfindung soll nun an Hand der Zeichnung näher erläutert werden.
Es zeigt Fig. 1 eine stark schematische Darstellung einer Herz-Lungen-Maschine gemäß
der Erfindung und Fig. 2 eine Teilansicht des Vorratsbehälters dieser Maschine.
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In Fig. 1 sind stark schematisiert die wichtigsten Teile der Herz-Lungen-Maschine
gemäß der Erfindung in ihrer Anordnung zueinander dargestellt, um ihre Funktion
und ihr Zusammenwirken zu erläutern.
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Zur Vereinfachung sind Schlauchleitungen nur als einfache Linien dargestellt,
die Strömungsrichtung ist durch Pfeile angegeben.
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Dem Patienten wird das Blut aus den beiden Hohlvenen entnommen und
über eine Verzweigung 1 aus Edelstahl oder Hartglas und einen Kunststoffschlauch
2 in den venösen Behälter 3, der aus Hartglas besteht, eingeleitet. Der venöse Behälter
3 ist unten mit einem Auslaufstutzen versehen, an den eine sich gabelnde Schlauchleitung
4, 4' angeschlossen ist, die einerseits zu einem Vorratsbehälter 5 zur Aufnahme
einer Blutkonserve und andererseits zu einem Oxygenator 6 führt. Vom Oxygenator
6 gelangt das in bekannter Weise von CO.2 befreite und mit Sauerstoff angereicherte
Blut über eine Leitung 7, eine Pumpe 8 und eine weitere Leitung 9 zurück zum Patienten.
In die Leitung 9 ist vorzugsweise ein Blasenfilter 21 eingeschaltet.
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Von der Leitung 9 kann eine Abzweigleitung 10 zurück zum venösen
Behälter 3 führen. Diese Rückleitung 10 dient dazu, die Maschine in Betrieb nehmen
zu können, ohne daß der Patient in den Kreislauf eingeschaltet ist.
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Das während der Operation anfallende Koronarblut kann über eine Leitung
11 abgesaugt und einem Sammelgefäß 12 zugeführt werden. Das Absaugen des Koronarblutes
erfolgt durch einen Gasstrahlsauger 13, einen sogenannten Injektor, der bei 14 mit
Preßluft gespeist wird. Das Koronarblut wird im Behälter
12 entschäumt
und über eine Abflußleitung 15 dem Kreislauf wieder zugeführt, vorzugsweise erfolgt
die Einleitung in den Vorratsbehälter 5.
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Der Flüssigkeitsspiegel im Oxygenator 6 wird selbsttätig durch Heben
und Senken eines Behälters, vorzugsweise des Vorratsbehälters 5, konstant gehalten.
Zu diesem Zweck ist eine photoelektrische Flüssigkeitstandmeßvorrichtung 16 vorgesehen,
die in an sich bekannter Weise durch Reflexion den Blutspiegel im venösen Behälter
3 mißt. Die Meßeinrichtung 16 ist in ihrer Höhe verstellbar ausgebildet und wird
vorzugsweise so eingestellt, daß der Oxygenator 6 genau zur Hälfte mit Blut gefüllt
ist. Die Meßeinrichtung 16 ist an einen Servoverstärker 17 angeschlossen, der über
einen Motor 18 und ein schematisch als Zahnrad und Zahnstange dargestelltes Getriebe
19 die Höhenverstellung des Vorratsbehälters 5 bewirkt. Die Verstelleinrichtung
zur Höhenverstellung des Vorratsbehälters 5 ist mit Endanschlagsschaltem ausgerüstet,
die eine Alarmanlage in Tätigkeit setzen, wenn der Regelbereich derAnlage überschritten
wird.
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Dadurch tritt rechtzeitig eine Vorwarnung ein, wenn sich die Maschine
übermäßig mit Blut gefüllt hat oder leer läuft. Beim Leerlaufen kann auch eine automatische
Stillegung der Maschine erfolgen.
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Die Höhenlage des verstellbaren Behälters, also hier des Vorratsbehälters
5, ist, bezogen auf die Lage beim Beginn der Operation, in jedem Monat ein eindeutiges
Maß für die in der Maschine nun mehr oder weniger befindliche Blutmenge. Wenn das
Koronarblut dem Kreislauf wieder vollständig zugeführt wurde und keine ins Gewicht
fallenden Verluste durch Tamponieren, Verspritzen od. dgl. eingetreten sind, entspncht
die gemessene Mengendifferenz dem Unterschied in derBlutfüllung des Patienten. Sind
die Blutverluste mengenmäßig bekannt, so läßt sich die Patientenfüllung ohne weiteres
ermitteln.
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Die Anfangslage des Vorratsbehälters 5 soll bei Beginn der Operation
etwa in der Mitte des Hubbereiches liegen, so daß eine Regelung nach beiden Seiten
möglich ist. Die Maschine kann dann Blut aus dem Patienten aufnehmen und auch eine
gewisse Menge Blut in den Patientenkreislauf nachliefern, beispielsweise wenn sich
zwischenzeitlich Blut im Brustraum angesammelt hat.
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Der Oxygenator 6 ist vorzugsweise auswechselbar, so daß die Maschine
schnell wieder betriebsbereit gemacht und gegebenenfalls einer anderen Operationsaufgabe
angepaßt werden kann, die einen Oxygenator anderer Größe erfordert. Der Oxygenator
ist ferner von einem Thermostatenmantel 29 umgeben, so daß er gleichzeitig als Wärmeaustauscher
wirkt. Dadurch wird ein eigener Wärmeaustauscher überflüssig. Dies hat bei der vorliegenden
Maschine den besonderen Vorteil, daß der Strömungswiderstand des Wärmeaustauschers
entfällt, so daß das Blut, das nur unter dem Einfluß der Schwerkraft zwischen den
Behältern 3 und 5 und dem Oxygenator 6 kommuniziert, leicht nachströmen kann. Der
Thermostatenmantel besteht vorzugsweise ebenso wie das innere, zylindusche Gefäß
aus Hartglas, so daß die Füllung des Oxygenators leicht visuell überwacht werden
kann.
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Der Thermostatenmantel 29 des Oxygenators 6 liegt in einem Thermostatenkreislauf,
der eine Umwälzpumpe 31 und den eigentlichen Thermostaten 32 enthält.
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In die Zuführungsleitungen vor dem Oxygenator und hinter der Pumpe
sind Zwischenstücke S9 bzw.
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60 mit mehreren Anschlußstutzen vorgesehen. Diese Anschlußstutzen
dienen dazu, jederzeit Blut für etwa notwendige Untersuchungen entnehmen zu können,
ferner zum Einführen von Elektroden für Messungen, z. B. des Blut-p-Wertes und des
Sauerstoffpotentials.
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Der venöse Behälter 3 und der Vorratsbehälter 5 ruhen vorzugsweise
in korbartigen Halterungen aus Edelstahl, wie am Beispiel des Vorratsbehälters 5
in Fig. 2 dargestellt ist. Die Körbe, in die die Glasgefäße eingesetzt sind, können
einfach aus senkrechten Stäben 70 bestehen, die durch Halteringe 71 verbunden sind.
Entsprechende Aussparungen zum Durchtritt der Auslaufstutzen am unteren Ende der
Gefäße werden vorgesehen. Die Behälter 3 und 5 werden durch Deckel 73 verschlossen,
die entsprechende Durchbrüche 74 für die Einführung der Schläuche 15 bzw. 2 und
10 aufweisen. Vorzugsweise werden mit den Körben auch Mittel zur Fixierung der Schläuche,
beispielsweise Halteklammern 75, verbunden. Beim Behälter 5 können der Deckel 73
und das Oberteil des Haltekorbes so ausgebildet sein, daß Blutkonserven 76 bequem
eingefüllt werden können.
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Hierfür ist der Deckel 73 mit einer trichterförmigen Öffnung 77 versehen,
die gleichzeitig zur Halterung der Blutkonserve 76 dient, die durch einen Haltering
78 gehalten wird. Der Koronarblutbehälter 12 kann mit dem Vorratsbehälter 5 verbunden
sein und dessen Bewegungen mitmachen.
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Zum Antrieb des Oxygenators 6, der Pumpe 8, der Thermostatenpumpe
31 und der Verstelleinrichtung 19 für den Vorratsbehälter finden vorzugsweise getrennte
Elektromotoren Verwendung. Um bei einem etwaigen Stromausfall oder einem Defekt
einen Notbetrieb aufrechterhalten zu können, werden die wichtigsten Teile der Pumpe
auch für Handbetrieb eingerichtet. Zur Höhenverstellung des Vorratsbehälters 5 ist
eine auf den Antrieb 19 wirkende Handkurbel 61 vorgesehen. Oxygenator und Pumpe
sollen einzeln und gemeinsam von Hand betätigbar sein.