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Vorrichtung zur Durchführung von Austauschtransfusionen Die Erfindung
bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Durchführung von Austauschtransfusionen, bestehend
aus mindestens zwei parallel wirkenden, motorisch angetriebenen Kolbenpumpen bzw.
aus mindestens einer doppelwirkenden Pumpe, wobei der Blutkreislauf jenes Körpers,
dessen Blut ausgetauscht werden soll, sowohl über eine Druckleitung mit der einen
Pumpe wie auch mit einer Saugleitung der
anderen Pumpe verbunden
ist und die Saugleitung der ersten Pumpe mit mindestens einem Blutspender (Individuum,
Blutkonserve) verbunden ist und die Druckleitung der letztgenannten Pumpe in einem
Auslauf und/oder in einem Behälter zur Aufnahme des abgezogenen Blutes mündet.
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Es ist hinreichend bekannt, daß bei neugeborenen Kindern ein großer
Teil des Blutes ausgetauscht werden muß, wenn beispielsweise die Rhesusfaktoren
der Eltern nicht die erforderliche Übereinstimmung aufweisen, uni durch einen solchen
Blutaustausch das Kind überhaupt am Leben erhalten zu können. Es ist ferner bekannt,
daß ein solcher Blutwechsel in der l ; eise erfolgt, daß dem Neugeborenen mittels
einer Injektionsspritze aus der relativ großen und leicht zugänglichen Nabelvene
in periodischen Abständen jeweils ca. 10 bis 20 ml Blut entzogen, dieselbe Frischblutmenge
dann wieder über die Nabelvene eingeführt wird, wobei diese wechselweisen Vorgänge
so lange wiederholt werden, bis das im Kreislauf des Kindes befindliche Blut die
erfordediche Beschaffenheit erreicht hat. Da sowohl das herz wie auch die Adern
eines solchen Kindes von überaus zarter und empfindlicher Beschaffenheit sind, muß
dieser Blutaustausch in einer solchen Weise vorgenommen werden, daß die physiologischen
Verhältnisse praktisch stationär bleil>en. Aus diesem Grunde erfolgt
daher
sowohl die Entnahme der erwähnten Blutmenge von ca. 10 bis 20 ml wie auch das Einführen
während einer Zeitspanne von ca. 10 bis 20 Minuten, so daß sich also die Druckverhältnisse
im Kreislaufsystem des Neugeborenen nur ganz langsam verändern. Da dieser Vorgang
drei bis fUnf Stunden dauert, stellt er vor allem für den Arzt eine ungeheuerliche
körperliche und seelische Belastung dar.
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Es wurde bereits eine Vorrichtung für diesen Zweck bekannt, bei der
der Antrieb der Kolben der beiden Pumpen über einen sogenannten Kurbeltrieb erfolgt,
der bedingt, daß die Geschwindigkeit der Kolben sowohl beim Saughub wie auch beim
Druckhub sich stetig ändert und zwar im wesentlichen nach einer Sinusfunktion. Es
kann nun nicht überstehen werden, daß eine solche Einrichtung für Austausclltransfusionen
bei Neugeborenen nicht ohne weiteres eingesetzt werden kann, da die von den Kolben
bewirkte pulsierende Druckänderung auf den Blutkreis-Iauf des neugeborenen direkt
übertragen wird, wobei die Fälle eintreten können, daß diese pulsierende Druckänderung
entweder im Gleichklang mit dem Herzschlag des Kindes steht oder aber um 900 dagegen
phasenverschoben ist. Beide Extremfälle können zum iod des Kindes führen, da im
einen Fall das Herz des Kindes überbeansprucht wird, wogegen im anderen Fall das
erz fast zur Gänze entlastet wird. Der praktische
Einsatz des bekannten
Gerätes mußte daher wegen der ihm innewohnenden Gefährdung für das Kind scheitern.
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Es gehört nun zum Verdienst der Erfindung, erkannt zu haben, daß es
grundsätzlich möglich ist, mit mechanisch-autoKatisch wirkenden Mitteln die Ärzteschaft
von der so mühevoller und verantwortungsschweren Aufgabe der manuell durchzuführenden
Austauschtransfusion zu entlasten, wenn die Voraussetzung geschaffen wird, daß während
der Austauschtransfusion für den Blutkreislauf des Kindes stationäre VerhAltnisse
geschaffen werden. Erfindungsgemäß gelingt dies nun dadurch, daß die Kolben der
Pumpen mittels einer Getindespindel angetrieben werden, so daß sich die Kolben sowohl
beim Saug- wie auch beim Druckhub mit konstanter Geschwindigkeit bewegeii. Dabei
soll der Austausch des Blutes soweit wie möglich automatisch erfolgen, so daß sich
ein manuelles Eingreifen des Arztes erübrigt und die unter Umständen erforderliche
Uberwachung durch Hilfskräfte vorgenommen werden kann.
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Nach einem weiteren erfindungsgemäßen Merkmal gelingt dies nun dadurch,
daß mit der Druck- resp. Saugleitung, die in den Blutkreislauf direkt eingeführt
ist, ein Steigrohr verbunden ist. Infolge des im Blutkreislauf herrschenden Druckes
steigt im Steigrohr das Blut sofort hoch und behält
im wesentlichen
seinen Stand während der Austauschtransfusion bei. Sollte nun durch eine zu große
Sauggeschwindigkeit der Pumpe, die das Blut aus dem Blutkreislauf abzieht, die Vene
sich verengen und kein Blut mehr durchlassen, so sinkt sofort das Blut im Steigrohr
ab und die Beobachtungsperson schaltet den Antrieb ab. Oder sollte sich im Blutkreislauf
ein Blutgerinsel befinden, durch das die Kanüle verstopft wird, so sinkt während
des Saughubes das Blut im Steigrohr, wogegen es steigt, wenn die Pumpe ihren Druckhub
ausführt. Die Aufsichtsperson hat also die Möglichkeit, durch Beobachtung des Blutstandes
im Steigrohr den ordnungsgemaßen Ablauf der Blutaust@uschtransfusion zu beobachten.
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Selbstverständlich ist es möglich, am Steigrohr lichtempfindliche
Elemente anzuordnen, die unmittelbar den Kolbenantriebsmotor stillsetzen, wenn die
Blutsäule im Standrohr abnormale Schwankungen zeigt. Die lichtempfindlichen Elemente
sind am Steigrohr längsverschiebbar angeordnet, um die Grenzwerte je nach dem im
Blutkreislauf herrschenden Druck einstellen zu können.
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Um die Erfindung in ihrem Aufbau und in ihrer Wirkungsweise zu erläutern,
wird diese anhand der schematischen Darstellung beschrieben. Auf einer entsprechend
ausgebildeten Grurl latte 9 sind die beiden Kolbenpumpen 1 und 2 (In;jektionssprizn)
fest, jedoch lösbar gelagert.
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Die beiden Pumpen sind dabei so dimensioniert, daß sie gleiche, wiksame
Kolben@@ächen F 1 und F 2 besitzen.
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Die Kolbenstangen 10 und 11 dieser Pumpen sind an ihren freien Enden
mittels der Schiene 12 miteinander verbunden. Diese Schiene 12 besitzt eine Gewindebohrung,
die von der Gewindespindel 13 durchsetzt ist, die über das Getriebe 14 und den regelbaren
Cleichstrommotor 15 ange-Trieben wird. Lin elektronisches Zeitschaltglied 16 polt
in vorherbestinini>aren Zeitintervallen den Motor 15 um, so daß er wechselweise
nach rechts und links läuft. Dank der starren Verbindung der Kolbenstangen 10 und
11 über die Schiene 12 sind die Produkte aus Kolbenfläche mal Kolbengeschwindigkeit
(F1 .v1 = F2. .v2) einander gleich. Da ferner der Antrieb über eine Gewindespindel
erfolgt, ist die Geschwindigkeit der Kolben während des Saug- resp. des Drruckhubes
praktisch konstant, so daß die Druckverhältnisse im Kreislauf des Körpers, dessen
Blut ausgetauscht werden soll, stationär sind. Die Ventilsätze 1' und 2t der beiden
Pumpen 1 und 2 besitzen selbsttatig wirkende Ventile, vorzugsweise federbelastete
Kugelventile und sind zur Gänze zerlegbar.
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Mit dem Körper K, der schematisch das Zneugeborene andeuet, dessen
Blut nun ausgetauscht werden soll, ist sowohl die Druckleitung 3 der Pumpe 2 wie
auch die Saugleitung 4 der Pumpe 1 verbunden. Die beiden Leitungen 3 und 4
münden
in einen T-förmige Anschlüsse aufweisenden Katheder 17, der in die Nabelvene des
Kindes eingeführt worden ist. Die Saugleitung 5 der Pumpe 2 führt zum Blutspender
BK, die Druckleitung 6 der Pumpe 1 führt in den Behälter B zur Aufnahme des aus
dem Körper K entnommenen Blutes.
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Mit dem Katheder 17 direkt verbunden ist das oben offene Steigrohr
20, das aus Glas oder einem anderen durchsichtigen oder durchscheinenden Werkstoff
besteht.
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Wird der Katheder 17 in den Kreislauf resp. in die Nabelvene eingeführt,
so steigt im Steigrohr 20 das Blut sofort hoch, wobei die Höhe diumer Blutsäule
dem Blutdruck des Kindes entspricht. Um das Gerinnen es Blutes im oberen Teil des
offenen Steigrohres zu verhindern, ist in dem Steigrohr eine entsprechende Flüssigkeit
eingefüllt, vorzugsweise lteparin. Zwei lichtempfindliche Elemente 21, 22, beispielsweise
Selenzellen, sind am Steigrohr 20 längsverscniebbar angeordnet und wirken über die
elektronisch arbeitende Schalt- und Steuervorrichtung 23 von hinreichend bekanntem
Aufbau direkt auf den regelbaren Gleichstrommotor 15.
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Das Hubvolumen der beiden Pumpen 1 und 2 beträgt ca. 15 ml und der
Zeitschalter 16 wird beispielsweise- auf 10 Minuten gestellt. Selbstverständlich
ist es durchaus
möglich, die Zeitspanne der Konstitution des Kindes
anzupassen (relativ langsame Transfusion bei FrAhgeburten).
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In Ausgangslage befinden sich die Kolben der beiden Pumpen unten und
die Saugleitungen 4 und 5 sind gefüllt. Wird die Einrichtung resp. der Motor 15
eingeschaltet, so treibt er über das Getriebe die Gewindespindel 13 ja Gegenuhrzeigersinn
an und zieht nun während der Dauer von 10 Minuten die beiden Kolben mit konstanter
Geschwindigkeit nach oben, wodurch sich die Pumpe 1 mit einem Teil des Blutes des
Kindes K und die Pumpe 2 mit Blut voa Blutspender BK füllt. Haben die beiden Kolben
nach Ablauf der eingestellten Zeitspanne ihre obere Grenzlage erreicht, so polt
das Zeitglied 16 den regelbaren Motor 15 un, der sich nun in entgegengesetzter Richtung
dreht und dabei während 10 Minuten Dauer die beiden Kolben mit konstanter Geschwindigkeit
nach unten schiebt, wodurch die Pumpe 2 das frische Blut in den Kreislauf des Kindes
K fördert und die Pumpe 1 das dem Kinde K entzogene Blut in den Behälter B führt,
wo es laufend kontrolliert und überwacht wird. Haben die Kolben ihre untere Lage
erreicht, so schaltet das Zei8¢ied 16 den Motor 15 wiederum um und der oben geschilderte
Vorgang wiederholt sich aufs neue. Wie aus der Skizze erkennbar ist, kann an den
Saugstutzen des Ventilkörpers 2( eine zur Saugleitung 5 parallele Saugleitung 7
angeschlossen werden, deren Querschnitt durch ein Ventil
8 beliebig
variiert werden kann. Dadurch ist es möglich, aus dem Zusatzbehälter Z dem dem Kinde
zuzuführenden Blut eine entsprechende Lösung, beispielsweise eine Calziumlösung,
beizugeben.
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Während des beschriebenen Vorganges behält die Blutsäule im Steigrohr
20 im wesentlichen ihre Höhe bei. Sollte es geschehen, daß im Blutkreislauf sich
ein Blutgerinsel befindet, das die Mündungsöffnung des Katheders verschließt, so
sinkt beim Saughub der Pumpe 1 die Blutsäule sofort, wogegen sie beim Druckhub der
Pumpe 2 unverzüglich ansteigt.
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Durch das im Steigrohr 20 sinkende resp. steigende Blut werden die
lichtempfindlichen Elemente 21 und 22 erregt und schalten sofort den Motor 15 ab.
Es liegt natürlich durchaus im Rahmen der Erfindung, diesen Abschaltvorgang mit
einem optischen und/oder akustischen Signal zu verbinden. Ferner ist es möglich,
während der Austauschtransfusion mittels einer Filmkamera die eventuellen Schwankungen
der Blutsäule im Bilde festzuhalten.
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Es ist ferner denkbar, daß bei einer zu hohen Sauggeschwindigkeit
der Pumpe 1 sich die angezapfte Vene verengt. Auch dieser Umstand wirkt sich sofort
auf die Höhe der Blutsäule
aus, denn dann sinkt d@ese ab und der
Motor 15 wird über das lichtempfindliche Zement 21 abgeschaltet.
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Da die Pumpenkörper auf ihrer 11 alterung lösbar befestigt sind und
sowohl die Pumpen wie auch die Ventilkörper vollständig zerlegt werden können, kann
die Einrichtung und ihre Teile in geforderter Weise sterilisiert werden. Aus Sicherheitsgründen
wird der regelbare rotor von einer Batterie gespeist. Die Pumpenzylinder selbst
bestehen aus Glas, damit man sieht, bb das kindliche Blut während der Prozedur dunkel
wird, denn das würde auf einen Sauerstoffmangel hinweisen.
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Anstelle zweier Pumpen 1 und 2 kann auch eine einzige doppelwirkende
Pumpe vorgesehen werden, die allerdings bedingt, daß der Kreislauf an zwei stellen
angezapft werden muß, da ja in diesem Falle während der verschiedenen Zeitabschnitte
aus dem Kinde Blut entnommen und gleichzeitig frisches Blut eingeführt wird. In
diesem Fall wird jeder Katheder mit einem Steigrohr ausgestattet. Auch ist es möglich,
die beiden einzelnen Pumpen gegenparallel zu schalten, so daß die eine Pumpe stets
saugt, während die andere pumpt, so daß in diesem Falle die beiden einzelnen
Pumpen
nach Art einer doppelwirkenden Pumpe arbeiten.
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Auch für diesen Fall sind zwei Katheder mit je einem Steigrohr vorzusehen.
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Das aus der Druckleitung 6 der Pumpe 1 tropfend blut wird vom Arzt
laufend kontrolliert und geprüft. Hat das Blut des Kindes die entsprechende Beschaffenheit
erreicht, so wird die Übertragung durch Abschalten des Motors beendet.
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Es ist offensichtlich, daß dank der erfindungsgemäßen Einrichtung
die eingangs erwähnten Vorteile erzielt werden können, denn sowohl das Abssugen
des Blutes wie das Einführen des frischen Blutes in den KoPper d Kindes erfolgt
in absolut konstanten, gleichmäßigen Schritten, so daß die angestrebten stationären
Verhältnisse im Kreislauf des Kindes tatsächlich gewährleistet werden können, wobei
noch dazu der Arzt von der Durchführung dieses Vorganges praktisch zur Gänze entlastet
list. Dauer hinaus wird ein Arzt eingespart, da bislang stets ein Arzt mit der Durchführung
der Transfusion und ein Arzt mit der Überwachung des Kindes beschäftigt war.