DE19637723A1

DE19637723A1 - Kanüle und Hilfszirkuliergerät

Info

Publication number: DE19637723A1
Application number: DE19637723A
Authority: DE
Inventors: Kaoru Imanishi; Kou Imachi; Iwao Fujimasa; Takashi Isoyama; Kozo Suma; Nobumasa Tsutsui
Original assignee: VAYU NAGOYA SHI KK
Current assignee: VAYU NAGOYA SHI KK
Priority date: 1995-10-17
Filing date: 1996-09-16
Publication date: 1997-05-07

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kanüle, die durch einen linken Ventrikel und eine Aorta eingesetzt wird, um Blut von dem linken Ventrikel zur Aorta zu drücken, und auf ein Hilfs- Zirkuliergerät mit der daran befestigten Kanüle.

Herkömmlicherweise werden eine Gefäßkrankheit, ein chronischer Herzfehler, ein akuter myocardialer Infarkt, ein durch eine offene Herzoperation entstandener Herzschock und andere fortschreitende, irreversible Herzfehler durch Medikation und, falls erforderlich, zusätzlich durch eine mechanische Hilfszirkulation behandelt.

Gemäß einer bekannten mechanischen Hilfszirkulation wird die perkutane Hilfszirkulation verwendet, um Druck und Strömungsgeschwindigkeit über einen in ein Blutgefäß eingesetzten Katheter zu kompensieren. Die perkutane Hilfszirkulation bringt es zum Beispiel mit sich, daß ein intraaortales Ballonpumpen (im nachfolgenden als IABP bezeichnet) zum Anschwellen und Zusammenziehen eines Ballons in einer Aorta verwendet wird, um den Blutdruck zu kompensieren, und daß ein perkutanes Herzpulmonarsystem (im nachfolgenden als PCPS bezeichnet) verwendet wird, das mit einer Herzbypaßpassage mit einer Pumpe versehen ist, um die Blutströmungsgeschwindigkeit zu kompensieren und um Blut von einer Vene zu einer Arterie zu treiben.

Jedoch wird IABP nur zur Kompensation des pulsierenden Blutdruckes verwendet, während PCPS nur zur Kompensierung der quantitativen Blutströmungsgeschwindigkeit verwendet wird.

Die Verwendung von der Kombination IABP und PCPS zur Kompensation des Blutdruckes und der Strömungsgeschwindigkeit im gleichen Zeitintervall ist schwierig oder undurchführbar. Dies liegt daran, daß die Blutgefäße zum Durchführen eines notwendigen Katheters und anderer Vorrichtungen begrenzt sind und eine andere perkutane Behandlung verboten ist.

Deshalb ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kanüle und eine Hilfszirkulationsvorrichtung zu schaffen, um die Blutströmungsgeschwindigkeit und den pulsierenden Druck eines Patienten mit einer Herzkrankheit zu kompensieren, ohne das Herz des Patienten übermäßig zu belasten.

Um dieses Ziel oder andere Aufgaben zu erreichen, umfaßt ein Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Kanüle, die mit einem flexiblen Schlauch versehen ist, der eine Vielzahl an Saugöffnungen in einem ersten Ende davon hat und eine Vielzahl an Ausstoßöffnungen, die in einem bestimmten Abstand von den Ansaugöffnungen in einem Außenumfang des flexiblen Schlauches vorgesehen sind, und ein Saugventil, das aus einem flexiblen Film gebildet ist, der im Inneren des Schlauches in einem Verhältnis zu den Ansaugöffnungen angeordnet ist, um es einem Fluid zu ermöglichen, von den Saugöffnungen in den Schlauch zu strömen und es verhindert, daß das Fluid zu den Ansaugöffnungen aus dem Schlauch heraus fließt. Die Kanüle ist auch mit einem Auslaßventil versehen, das aus einem flexiblen Film gebildet ist, der an dem Außenumfang des Schlauches angeordnet ist, wobei es die Auslaßöffnungen abdeckt, um es dem Fluid zu erlauben, aus dem Schlauch heraus zu den Auslaßöffnungen zu strömen und es verhindert, daß Fluid aus den Auslaßöffnungen in den Schlauch strömt.

Während des Betriebes der Kanüle wird der Schlauch den Ansaugöffnungen folgend eingesetzt, zum Beispiel über die rechte subklavikuläre Arterie hinter dem Aortaventil, so daß die Ansaugöffnungen im linken Ventrikel angeordnet sind und die Auslaßöffnungen in der Aorta angeordnet sind. Das zweite oder naheliegende Ende des Schlauches läßt man aus dem menschlichen Körper heraushängen und es wird mit einer Öffnung einer Blutpumpe verbunden, wobei sich im inneren der Blutpumpe ein hin- und herbewegender Kolben befindet, zum Ansaugen und zum Ausstoßen von Fluid durch die Öffnung.

Wenn sich die Blutpumpe entweder im Ansaughub oder im Auslaßhub befindet, herrscht in dem Schlauch Unterdruck. Deshalb ist das Ansaugventil geöffnet, wodurch es dem Blut in dem linken Ventrikel gestattet ist, durch die Ansaugöffnungen in den Schlauch zu strömen. Wenn sich die Blutpumpe in dem anderen von dem Ansaughub und dem Auslaßhub befindet, wird der Druck in dem Schlauch positiv und das Auslaßventil ist offen, wodurch es dem Blut in dem Schlauch ermöglicht ist, zur Aorta ausgestoßen zu werden, was zu einem Anstieg des Blutdruckes in der Aorta führt.

Wie vorstehend beschrieben, wird ein Blutstrom von dem linken Ventrikel zur Aorta hergestellt, der dem Ansaughub und dem Ausstoßhub der Blutpumpe entspricht, wodurch die Strömungsgeschwindigkeit kompensiert wird. Da weiterhin der Druck in dem Schlauch abwechselnd von einem Unterdruck zu einem Überdruck und von einem Überdruck zu einem Unterdruck wechselt, entsprechend dem Ansaughub und dem Ausstoßhub der Blutpumpe, kann der pulsierende Druck kompensiert werden.

Wenn beispielsweise die Blutpumpe betrieben wird, um Blut zur Zeit der Kontraktion des linken Ventrikels anzusaugen, und um Blut zur Zeit der Expansion des linken Ventrikels auszustoßen, gemäß einem Herzschlag, wird Blut von dem linken Ventrikel eingesaugt, wenn sich der linke Ventrikel zusammenzieht, und deshalb wird die dem Herzen aufgebürdete Last beim Zusammenziehen reduziert.

Wenn sich der linke Ventrikel ausdehnt, steigt die an die Aorta gelieferte Blutmenge, und der Blutdruck in der Aorta steigt im gleichen Zeitraum. Da der linke Ventrikel beim Aortaventil von der Aorta abgeschottet wird, wird zusätzlich verhindert, daß von der Kanüle zur Aorta ausgestoßenes Blut in den linken Ventrikel strömt.

Deshalb werden die Kompensation der Strömungsgeschwindigkeit und die Kompensation des pulsierenden Druckes erreicht, ohne die Belastung auf dem Herzen zu erhöhen.

Da die Blutströmung und die Pulsierung wie vorstehend erwähnt sichergestellt werden kann, kann das Hilfszirkulationssystem der vorliegenden Erfindung zum Zeitpunkt eines Herzstillstandes effektiv betrieben werden, sogar wenn das Herz aufhört zu schlagen.

Da das Auslaßventil rohrförmig ist, kann es leicht am äußeren Umfang des Schlauches in der Kanüle angebracht werden. Der Schlauch mit dem daran befestigten Auslaßventil kann mit weniger Widerstand in das Blutgefäß eingesetzt und aus dem Blutgefäß herausgezogen werden.

In der Kanüle hat das Ansaugventil eine nahezu halbkugelförmige oder eine kegelstumpfförmige, konische Konfiguration und einen Ansaugteil am ersten Ende des Schlauches. Der Ansaugteil hat auch eine nahezu halbkugelförmige oder eine kegelstumpfförmig, konische Konfiguration mit den Ansaugöffnungen an seinem Außenumfang und einem Ventilsitz auf seinem Innenumfang. Der Ventilsitz ist so geformt, daß der Ventilsitz mit dem Ansaugventil zusammenpaßt.

Das Vorsehen des halbkugelförmigen oder kegelstumpfförmig, konischen Ansaugteils an der Spitze des Schlauches reduziert den Widerstand weiter, der entsteht, wenn der Schlauch in das Blutgefäß eingesetzt wird.

Die gesamte Öffnungsfläche der Ansaugöffnungen überschreitet den diametralen Querschnittsflächeninhalt des Schlauches. Deshalb wird der Ansaugwiderstand herabgesetzt, während die Ansaugmenge erhöht wird.

In der Kanüle ist ein Druckmeßelement zum Messen des Druckes des Fluids außerhalb des Schlauches vorgesehen. Deshalb kann der Blutdruck gemessen werden, wenn das Ende des Schlauches in dem Ventrikel oder die Aorta eingesetzt ist.

In der Kanüle ist ein Befestigungselement zum Befestigen der Kanüle auf dem menschlichen Körper am Außenumfang des Schlauches in einem Abstand von ersten Ende des Schlauches vorgesehen, das in den menschlichen Körper eingesetzt werden soll. Die Einsetzposition der Kanüle wird am Verschieben gehindert, wenn diese in den menschlichen Körper eingesetzt ist.

Die vorliegende Erfindung umfaßt ein Hilfszirkuliergerät, das mit der vorstehend erwähnten Kanüle versehen ist, sowie eine Pumpe. Die Pumpe ist mit einer Öffnung am zweiten Ende des Schlauches der Kanüle verbunden und hat eine Flüssigkeitskammer, die die Öffnung zum Variieren des Volumens der Flüssigkeitskammer umfaßt, so daß Flüssigkeit über die Öffnung von der Kanüle aufgenommen wird und über die Öffnung zur Kanüle ausgestoßen wird.

Das Hilfszirkuliergerät kann die vorstehend beschriebene Hilfszirkulation durchführen und für die vorstehend erwähnte Effektivität sorgen.

Ein anderes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfaßt einen zylindrischen Teil, der am ersten Ende des Schlauches vorgesehen ist, wo der Ansaugteil gleitfähig in dem zylindrischen Teil vorgesehen ist, wobei ein Draht zum Hin- und Herbewegen des Ansaugteils mit dem Ansaugteil verbunden ist und sich durch den Schlauch in Richtung eines zweiten Endes des Schlauches erstreckt, um den Schlauch zu verschließen und wobei ein Dichtungselement zur Abdichtung des Schlauches an der Grenze des zylindrischen Teiles zum Hindurchführen des Drahtes vorgesehen ist.

Beim Einsatz der Kanüle wird der Schlauch den Ansaugöffnungen folgend beispielsweise über die subklavikuläre Arterie nach dem Aortaventil eingesetzt, so daß die Ansaugöffnungen in dem linken Ventrikel angeordnet sind und die Auslaßöffnungen in der Aorta angeordnet sind. Beim Betrieb kann die geringshemmende Substanzen enthaltende physiologische Salzlösung je nach Bedarf vorher in die Kanüle eingespritzt werden, wenn eine Pumpe mit einem sich darin befindlichen hin- und herbewegenden Kolben betrieben wird.

Wenn Luft an die Pumpe geliefert wird, herrscht in dem zylindrischen Teil an der Spitze des Schlauches ein relativer Unterdruck. Deshalb ist das Ansaugventil geöffnet, wodurch es dem Blut in dem linken Ventrikel ermöglicht wird, durch die Ansaugöffnungen in den zylindrischen Teil zu fließen. Andererseits, wenn Luft aus der Pumpe ausgestoßen wird, wird der Druck in dem zylindrischen Teil relativ positiv und das Auslaßventil ist offen, wodurch des dem Blut in dem zylindrischen Teil ermöglicht wird, zur Aorta zu fließen.

Wie vorstehend beschrieben, wird der Blutstrom von dem linken Ventrikel zur Aorta erzeugt, entsprechend den Ansaug- und Ausstoßhüben der Pumpe, wodurch die Strömungsgeschwindigkeit kompensiert wird. Da der Druck in dem zylindrischen Teil abwechselnd vom Unterdruck zum Überdruck und vom Überdruck zum Unterdruck entsprechend den Ansaug- und Auslaßhüben der Pumpe wechselt, kann desweiteren der pulsierende Druck kompensiert werden.

Wenn die Pumpe beispielsweise entsprechend dem Herzschlag betrieben wird, so daß Luft zu der Zeit der Kontraktion des linken Ventrikels zur Pumpe geliefert wird, und Luft zu der Zeit der Expansion des linken Ventrikels aus der Pumpe ausgestoßen wird, wird Blut aus dem linken Ventrikel angesaugt, wenn sich der linke Ventrikel zusammenzieht, und deshalb wird die Herzbelastung beim Herzschlag reduziert.

Wenn sich der linke Ventrikel ausdehnt, steigt die an die Aorta gelieferte Blutmenge an und im gleichen Zeitraum steigt der Blutdruck in der Aorta. Da der linke Ventrikel am Aortaventil von der Aorta abgeschottet ist, wird zusätzlich verhindert, daß aus der Kanüle in die Aorta ausgestoßenes Blut in den linken Ventrikel strömt.

Deshalb wird die Strömungsgeschwindigkeitskompensation und die Kompensation der Pulsierung des Druckes ohne Erhöhen der Herzbelastung erreicht.

Da, wie vorstehend erwähnt, die Blutströmung und Pulsierung sogar dann gewährleistet werden kann, wenn das Herz still steht, kann das Hilfszirkuliersystem der vorliegenden Erfindung zur Zeit eines Herzstillstandes effektiv betrieben werden.

In der Kanüle sind die Auslaßöffnungen in der Nähe des Endes des Hin- und Herweges des Ansaugteils in dem zylindrischen Teil vorgesehen. Das Fluid kann vollständig aus dem zylindrischen Teil ausgestoßen werden, und deshalb gerinnt kein Blut.

Die vorliegende Erfindung sieht desweiteren ein Hilfszirkuliergerät vor, das mit der vorstehend erwähnten Kanüle und einer Pumpe versehen ist. Die Pumpe ist mit einem Kolben versehen, der mit einem Ende eines Drahtes verbunden ist, der sich durch den Schlauch der Kanüle erstreckt, und mit einem Zylinder zum gleitfähigen Unterbringen des Kolbens, wo der Kolben bewegt wird und dadurch Fluid an den Zylinder liefert und aus dem Zylinder ausstößt, wodurch der Ansaugteil über den Draht hin- und hergeht.

Das Hilfszirkuliergerät kann auch die vorstehend erwähnte Hilfszirkulation durchführen und für die vorstehend erwähnte Effektivität sorgen.

Die Erfindung wird nun beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 ist ein Schaubild, das eine Kanüle und ein Hilfszirkuliergerät des ersten Ausführungsbeispieles darstellt;

Fig. 2A ist eine Erläuterungsansicht eines Ansaugweges eines Hilfszirkuliergerätes eines ersten Ausführungsbeispieles, und Fig. 2B ist eine Erläuterungsansicht eines Ausstoßweges davon;

Fig. 3A ist eine Vorderansicht eines Endelementes einer Kanüle, die an dem Hilfszirkuliergerät des ersten Ausführungsbeispieles befestigt ist, und Fig. 3B ist eine Querschnittansicht im Längsschnitt davon;

Fig. 3C ist eine Vorderansicht eines Ansaugventiles, und Fig. 3D ist eine Querschnittansicht im Längsschnitt; und

Fig. 3E ist eine Querschnittansicht des Ansaugventiles, das in dem Endteil montiert ist;

Fig. 4A ist eine Vorderansicht und Fig. 4B ist eine Querschnittansicht im Längsschnitt in der Nähe einer Auslaßöffnung;

Fig. 4C ist eine Vorderansicht, und Fig. 4D ist eine Querschnittansicht im Längsschnitt eines Auslaßventiles; und

Fig. 4E ist eine Querschnittansicht eines Auslaßventiles, das um den Außenumfang eines Schlauches herum angebracht ist, wo das Auslaßventil der Kanüle zur Befestigung an das Hilfszirkuliergerät des ersten Ausführungsbeispieles verwendet wird;

Fig. 5A ist ein erläuterndes Schaubild eines Ausstoßweges und

Fig. 5B ist ein erläuterndes Schaubild eines Ansaugweges während dem Betrieb des Hilfszirkuliergerätes des ersten Ausführungsbeispieles;

Fig. 6 ist ein Graph, der ein Elektrokardiogramm zeigt, eine Aortaströmungsgeschwindigkeit, eine Koronar- Arterienströmungsgeschwindigkeit, einen Aortadruck und einen Blutpumpenantriebsdruck im Experiment 1;

Fig. 7 ist ein Graph, der ein Elektrokardiogramm, eine Aortaströmungsgeschwindigkeit, eine Koronar- Arterienströmungsgeschwindigkeit, einen Aortadruck und einen Blutpumpenantriebsdruck im Experiment 2 zeigt;

Fig. 8 ist ein Graph, der ein Elektrokardiogramm, eine Aortaströmungsgeschwindigkeit, eine Koronar- Arterienströmungsgeschwindigkeit, einen Aortadruck und einen Blutpumpenantriebsdruck im Experiment 3 zeigt;

Fig. 9 ist ein erläuterndes Schaubild der Konstruktion eines Hilfszirkuliergerätes gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel;

Fig. 10A ist eine Vorderansicht eines Ventilsitzes, der in der Nähe einer Ansaugöffnung der Kanüle angeordnet ist, die an dem Hilfszirkuliergerät des zweiten Ausführungsbeispieles befestigt ist, und Fig. 10B ist eine Draufsicht davon;

Fig. 10C ist eine Vorderansicht eines Ansaugventiles, und

Fig. 10D ist eine Draufsicht davon; und

Fig. 10E ist eine Vorderansicht des Ansaugventiles, das mit dem Ventilsitz montiert ist, und Fig. 10F ist eine Draufsicht davon;

Fig. 11A ist eine Draufsicht und Fig. 11B ist eine Vorderansicht eines Ventilsitzes;

Fig. 11C ist eine Draufsicht und Fig. 11D ist eine Vorderansicht eines Auslaßventiles, und

Fig. 11E ist eine Draufsicht und Fig. 11F ist eine Vorderansicht des Auslaßventiles, das mit dem Ventilsitz montiert ist, in der Nähe einer Auslaßöffnung einer Kanüle, die an dem Hilfszirkuliergerät des zweiten Ausführungsbeispieles befestigt ist;

Fig. 12A ist ein erläuterndes Schaubild eines Versorgungsweges, und Fig. 12B ist ein erläuterndes Schaubild des Ausstoßweges während des Betriebes des Hilfszirkuliergerätes gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel; und

Fig. 13 ist ein Schaubild, das die Abwandlung des zweiten Ausführungsbeispieles darstellt.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele Erstes Ausführungsbeispiel

Wie in Fig. 1 gezeigt, ist im ersten Ausführungsbeispiel ein Hilfszirkuliergerät 10 aus einer Blutpumpe 12 und einer Kanüle 14 zusammengesetzt. Die Kanüle 14 hat ein Ansaugventil 40 an ihrem Ende, ein Auslaßventil 60, das in einer vorbestimmten Distanz von der Spitze entfernt angeordnet ist, und einen Verzweigungsschlauch 80. Eine Spiralfeder 90 ist um den Umfang der Kanüle 14 herum angeordnet, um zu verhindern, daß die Kanüle 14 bricht. Zur Vereinfachung ist die Spiralfeder 90 in den Fig. 2A, 2B, 3A bis 3E, 4A bis 4E, 5A und 5B weggelassen.

Die Blutpumpe 12, die eine hohle Kastenform hat, ist mit einer Pumpenkammer 16 im Inneren versehen. Die Pumpenkammer 16 ist in eine Flüssigkeitskammer 20 und in eine Luftkammer 22 durch eine Trennwand 18 aus einem flexiblen und deformierbaren Film geteilt. Das Volumen der Flüssigkeitskammer 20 und der Luftkammer 22 variiert mit der Deformation der Trennwand 18. An der Luftkammer 22 ist eine Versorgungs- und Auslaßdüse 24 zum Versorgen und Auslassen von Luft zu und weg von der Luftkammer 22 verbunden. Eine Öffnung 26, die mit einem Ende eines Schlauches 28 der Kanüle 14 in Verbindung steht, öffnet sich zur Flüssigkeitskammer 20.

Der Schlauch 28 ist aus einem flexiblen synthetischen Harz gebildet und ist biegsam. Obwohl die Wandstärke des Schlauches 28 dünn ist, ist die Spiralfeder 90 um den Schlauch 28 vorgesehen, so daß der Schlauch 28 am Verbiegen oder Brechen gehindert wird. Da der Schlauch 28 dünn ist, wird die Blutströmungsmenge in dem Schlauch 28 aufrechterhalten, während der Außendurchmesser des Schlauches 28 reduziert werden kann. Ein patronenförmiges Endelement 34, das aus einem nahezu konischen Ansaugteil 30 und einem geraden Rohrteil 32 zusammengesetzt ist, ist an der Spitze des Schlauches 28 angebracht.

Wie in den Fig. 2A, 2B und 3A bis 3E gezeigt ist, führt eine Innenbohrung 36 des Endelementes 34 zum Schlauch 28. Im Ansaugteil 30 sind vier Ansaugöffnungen 38 vorgesehen, die zur Innenbohrung 36 führen. Die gesamte Öffnungsfläche der vier Ansaugöffnungen 38 ist größer als die diametrale Querschnittsfläche des Schlauches 28. Im Inneren des Ansaugteiles 30 ist ein flexibles, kegelstumpfförmig, konisches Ansaugventil 40, das aus einem in Segmente unterteilten Polyurethanfilm gebildet ist, befestigt.

Wie in den Fig. 3A bis 3E gezeigt ist, wird das Ansaugventil 40 durch Eingreifen und Kleben eines Vorsprungs 44, der von einem Scheitelpunkt 42 des Ansaugventiles 40 in ein Eingriffsloch 46 des Ansaugteils 30 hervorsteht, in das Ansaugteil 30 montiert. Ein Seitenteil 48 des Ansaugventiles 40, unterschiedlich zu dem Scheitelpunkt 42, der am Ansaugteil 30 festgeklebt ist, kann je nach Bedarf deformiert und versetzt werden.

Im Inneren des Ansaugteils 30 ist ein gekurvter Ventilsitz 50 gebildet und mit der Außenkonfiguration des Seitenteiles 48 des Ansaugventiles 40 in Übereinstimmung gebracht. Wie in Fig. 3E gezeigt ist, stößt der Ventilsitz 50 dicht an den Seitenteil 48 an, wodurch die Ansaugöffnungen 38 abgedeckt werden.

Wie in den Fig. 2A, 2B und 3A bis 3E gezeigt ist, sind vier Auslaßöffnungen 52 in bestimmten Intervallen um den Außenumfang des Schlauches 28 herum gebildet. Es sind ähnliche Auslaßöffnungen 54 benachbart zu den Auslaßöffnungen 52 um den Außenumfang des Schlauches 28 ausgebildet. Am Außenumfang des Schlauches 28 ist ein Auslaßventil 60, das aus einer zylindrischen Basis 56 und einem kegeligen Teil 58 zusammengesetzt ist, befestigt, wobei die Basis 56 an einen Teil des äußeren Umfangs des Schlauches 28 geklebt ist. Auf dieselbe Art und Weise wie das Ansaugventil 40 ist das Auslaßventil 60 aus einem flexiblen Film aus in Segmente unterteiltem Polyurethan gebildet, und ist deformierbar und versetzbar. Der kegelige Teil 58 ist ausreichend lang, wobei er die Auslaßöffnungen 52 und 54 abdeckt. Wenn er von der Außenseite herabgedrückt ist, ist der kegelige Teil 58 nach innen deformiert und schlägt nahe am Außenumfang eines Schlauches 28 an, wobei er die Auslaßöffnungen 52 und 54 verschließt.

Wie in den Fig. 5A und 5B gezeigt ist, wird während dem Betrieb des Hilfszirkuliergerätes 10 die Versorgungs- und Auslaßdüse 24 der Blutpumpe 12 mit einer Antriebvorrichtung 70 verbunden. Eine nicht gezeigte, in die Antriebsvorrichtung 70 eingebaute Pumpe kann Luft in und aus der Luftkammer 22 pressen. Ein nicht gezeigter, in die Antriebsvorrichtung 70 eingebauter Regler wird mit auf einer Schalttafel 72 vorgesehenen Schaltern zur Regelung des Betriebes der in die Antriebsvorrichtung 70 eingebauten Pumpe, des an die Blutpumpe 12 gelieferten Luftdrucks und der Steuerung der Luftlieferung und des Luftausstoßes zu und von der Blutpumpe 12, betrieben.

Die Hilfszirkuliervorrichtung des Hilfszirkuliergerätes 10 wird nun erklärt.

Wie in den Fig. 5A und 5B gezeigt ist, wird zuerst der Schlauch 28 der Kanüle 14, beispielsweise über eine subklaviane Arterie A, eingeführt, so daß das Endstück 34 in einem linken Ventrikel B angeordnet ist und die Auslaßöffnungen 52, 54 in einer Aorta C angeordnet sind. Beim Einführen des Schlauches 28 wird ein Stylet in derselben Art und Weise wie bei der herkömmlichen Kanüle verwendet. Während dem Einführen des Schlauches 28 reduziert das Vorsehen eines Ansaugteiles 30 mit dem konischen Endstück 34 den Einführungswiderstand und verhindert, daß die Innenwand des Blutgefäßes verletzt wird. Da das Auslaßventil 60 leicht mit dem äußeren Umfang des Schlauches 28 in Eingriff kommt, kann der Schlauch 28 mit weniger Widerstand in das Blutgefäß hineingeführt werden und aus dem Blutgefäß herausgezogen werden.

Nachdem das Endstück 34 und die Auslaßöffnungen 52, 54 wie vorstehend beschrieben positioniert wurden, wird das Stylet herausgezogen und die Kanüle 14 wird mit der Blutpumpe 12 verbunden. Luft wird über den Verzweigungsschlauch 80 aus der Kanüle 14 und der Blutpumpe 12 evakuiert. Die Blutpumpe 12 ist vorzugsweise vorher mit der Antriebsvorrichtung 70 verbunden.

Durch Aktivieren der Antriebsvorrichtung 70 wird nachfolgend Luft in die Blutpumpe 12 hineingeleitet und aus der Blutpumpe 12 herausgeführt, beispielsweise synchron mit dem Pulsschlag des Patienten, wodurch der Druck der Luftkammer 22 ansteigt oder abnimmt.

Wie in Fig. 2A und Fig. 5B gezeigt ist, wird der Druck in der Flüssigkeitskammer 20 und dem Schlauch 28 durch Abnehmen des Druckes der Luftkammer 22 negativ. Deshalb strömt Blut von den Ansaugöffnungen 38 des Endstückes 34 durch den Schlauch 28 in die Flüssigkeitskammer 20. Da das Seitenteil 48 des Ansaugventiles 40 durch den Blutstrom nach innen deformiert wird und den Ventilsitz 50 verläßt, wird verhindert, daß Blut über die Ansaugöffnungen 38 hereinströmt. Desweiteren ist die gesamte Öffnungsfläche der vier Ansaugöffnungen 38 größer als die diametrale Querschnittsfläche des Schlauches 28, wodurch Blut effektiv strömen kann. Zur gleichen Zeit wird der kegelige Teil 58 des Auslaßventiles 60 durch den Druckunterschied zwischen dem Schlauch 28 und der Aorta C gegen den Außenumfang des Schlauches 28 herabgedrückt, um die Auslaßöffnungen 52, 54 zu bedecken. Deshalb sind die Auslaßöffnungen 52, 54 durch das Auslaßventil 60 geschlossen, wobei verhindert wird, daß Blut über die Auslaßöffnungen 52, 54 in den Schlauch 28 strömt. Somit wird Blut durch die Blutpumpe 12 nur aus dem linken Ventrikel B eingesaugt.

Durch Erhöhen des Druckes in der Luftkammer 22, wie in den Fig. 2B und 5A gezeigt ist, senkt sich der Druck in der Flüssigkeitskammer 20 relativ zum Druck in der Luftkammer 22, deformiert und kontrahiert sich die Trennwand 18 und das Volumen der Flüssigkeitskammer 20 nimmt ab.

Aufgrund des Abnehmens des Volumens der Flüssigkeitskammer 20 wird Blut aus der Flüssigkeitskammer 20 in den Schlauch 28 ausgelassen und bewegt sich zum Endstück 34. Das Seitenteil 48 des Ansaugventiles 40 wird durch das komprimierte Blut im Schlauch 28 gegen den Ventilsitz 50 herabgedrückt, wodurch es die Ansaugöffnungen 38 schließt und verhindert, daß Blut aus den Ansaugöffnungen 38 herausströmt. Zur gleichen Zeit expandiert das komprimierte Blut in dem Schlauch 28 von dem kegeligen Teil 58 des Auslaßventiles 60 nach außen. Wie in Fig. 2B gezeigt ist, ist das kegelige Teil 58 geöffnet und Blut strömt aus den Auslaßöffnungen 52, 54 heraus zur Aorta C. Der Auslaßdruck der Blutpumpe 12 wird über das Blut in den Schlauch 28 zum Blut an der Seite einer Aorta C übertragen, wodurch der Druck des Blutes innerhalb der Aorta C angehoben wird.

In dem vorstehend erwähnten Hilfszirkuliergerät 10 wird das Blut in dem linken Ventrikel B durch Anheben und Absenken des Druckes in der Luftkammer 22 der Blutpumpe 12 durch die Ansaugöffnungen 38 eingesaugt und durch die Auslaßöffnungen 52, 54 zur Aorta C ausgestoßen. Somit wird der Blutstrom von dem linken Ventrikel B zur Aorta C erzeugt, wodurch die Blutströmungsgeschwindigkeit kompensiert wird. Zusätzlich kann das Auslassen von Blut in die Aorta C den Blutdruck in der Aorta C anheben. Desweiteren wird der Druck in dem Schlauch 28 abwechselnd von einem Überdruck zu einem Unterdruck und von einem Unterdruck zu einem Überdruck geändert, in Abhängigkeit des Druckes in der Luftkammer 22 der Blutpumpe 12, wodurch der pulsierende Druck kompensiert wird. Wenn sich der linke Ventrikel B zusammenzieht, wird das Blut in dem linken Ventrikel B in den Schlauch 28 gesaugt. Deshalb wird die auf das Herz des Patienten aufgebrachte Last reduziert.

Experimente

Nun werden Experimente hinsichtlich der Hilfszirkulierung mittels des Hilfszirkuliergerätes 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel erläutert.

In den Experimenten wurde die Kanüle 14 über die rechte Subklavianarterie eines Testhundes oder eines reifen Hybridhundes in dessen Aorta eingeführt, wobei das Endstück 34 in dessen linken Ventrikel plaziert wurde. Die Kanüle 14 wurde mit der Blutpumpe 12 verbunden und Luft wurde aus der Kanüle 14 und der Blutpumpe 12 evakuiert. Nachfolgend wurde dem Testhund ein Beta-Blocker verabreicht, der den Testhund in den Zustand eines schweren Herzfehlers versetzte. Die Blutpumpe 12 wurde unter drei Bedingungen an- und ausgeschaltet: Sinusrythmus für Experiment 1; ventrikuläre Schaltstufe für Experiment 2; und Herzstillstand für Experiment 3. Es wurden das Elektrokardiogramm, die Aortaströmungsgeschwindigkeit, die Koronar- Arterienströmungsgeschwindigkeit, der Aortadruck und der Antriebsdruck der Blutpumpe 12 gemessen. Für die Messung der Koronar-Arterienströmungsgeschwindigkeit wurden die Enden eines elektromagnetischen Strömungsmessers durch die Kanüle 14 eingeführt und zwischen dem Sinus-Coronarius und dem rechten Vorhof positioniert.

Experiment 1

Wie in Fig. 6 gezeigt ist, wurde, wenn die Blutpumpe 12 unter der Bedingung eines Sinusrythmus betrieben wurde, die Aortaströmungsgeschwindigkeit von 1,34 l/min auf 1,60 l/min angehoben, die Koronar-Arterienströmungsgeschwindigkeit von 128 ml/min auf 171 ml/min angehoben, und der Aortadruck hatte eine Wellenform, bei der der Druck bei der Diastole angehoben wurde und bei der Systole gesenkt wurde. Der Betriebsdruck an der Seite einer Luftkammer 22 der Blutpumpe 12 betrug 300 mmHg bei dem Auslaßhub und -100 mmHG beim Ansaughub, wobei das Verhältnis der Systolzeit relativ zur Diastolzeit (in nachfolgenden als S/D-Verhältnis benannt) 45% betrug.

Experiment 2

Wie in Fig. 7 gezeigt ist, wurde, wenn die Blutpumpe 12 unter der Bedingung der ventrikulären Schaltung betrieben wurde, die Aortaströmungsgeschwindigkeit von 0,347 l/min auf 0,407 l/min angehoben, und die Koronar- Arterienströmungsgeschwindigkeit wurde von 22 ml/min auf 33 ml/min angehoben und der Aortadruck hatte eine Spitze, die durch das Hilfszirkuliergerät 10 erzeugt wurde. Der Antriebsdruck an der Seite der Luftkammer 22 der Blutpumpe 12 betrug 300 mmHg beim Auslaßhub und -100 mmHg beim Ansaughub, wobei das S/D-Verhältnis 45% betrug. Die Pulsrate der Blutpumpe 12 war 80 bpm.

Experiment 3

Wie in Fig. 8 gezeigt ist, wurde die effektive Pulsierungsströmung erzeugt, wobei die Aortaströmungsgeschwindigkeit von 0,189 l/min auf 0,517 l/min angehoben wurde, wenn die Blutpumpe 12 unter der Bedingung eines Herstillstandes betrieben wurde. Der Durchschnittsaortadruck wurde von 0 mmHg auf 50 mmHg angehoben. Der Antriebsdruck an der Seite der Luftkammer 22 der Blutpumpe 12 betrug 300 mmHg beim Auslaßhub und -100 mmHg beim Ansaughub, wobei das S/D-Verhältnis 30% betrug. Die Pulsrate der Blutpumpe 12 betrug 100 bpm.

Wie klar aus den vorstehend erwähnten Experimenten gesehen werden kann, kann das Hilfszirkuliergerät 10 die Aortaströmungsgeschwindigkeit anheben und zur gleichen Zeit den Pulsdruck kompensieren. Eine solche Wirkung kann erzeugt werden, sogar zur Zeit eines Herzstillstandes.

Wie vorstehend erwähnt, kann das Hilfszirkuliergerät 10 eine Kompensation der Strömungsgeschwindigkeit herstellen und eine Kompensation des Pulsdruckes herstellen. Desweiteren kann, wie vorstehend beschrieben, die Blutströmung und Pulsierung effektiv durch das Hilfszirkuliergerät 10 erhalten werden, sogar zur Zeit eines Herzstillstandes.

Im ersten Ausführungsbeispiel wird die Blutpumpe 12 pneumatisch betrieben. Alternativ kann eine hin- und hergehende Pumpe, eine Membranpumpe oder andere verwendet werden. Obwohl sich das Auslaßventil 60 im ersten Ausführungsbeispiel in Richtung des Endes eines Schlauches 28 hin öffnet, kann es am naheliegenden Ende des Schlauches 28 geöffnet werden, um weiterhin den Widerstand zur Zeit der Einführung des Schlauches 28 zu senken.

Zweites Ausführungsbeispiel

Wie in Fig. 9 gezeigt ist, ist im zweiten Ausführungsbeispiel ein Hilfszirkuliergerät 110 aus einer Pumpe 112 und einer Kanüle 114 zusammengesetzt, die einen nicht gezeigten, bekannten Verzweigungsschlauch hat, der in derselben Art und Weise wie das erste Ausführungsbeispiel funktioniert.

Die eine zylindrische Gestalt habende Pumpe 112 ist mit einer Pumpenkammer 16 mit einem Kolben 118, der längs des Innenumfangs der Pumpenkammer 116 gleitfähig ist, versehen. Die Pumpenkammer 116 wird durch den Kolben 118 in eine erste Kammer 122 und eine zweite Kammer 120 geteilt.

Das Volumen der ersten Kammer 122 und der zweiten Kammer 120 variiert mit der Bewegung des Kolbens 118. Eine Versorgungs- und Auslaßdüse 124 ist zur Versorgung und zum Auslaß von Luft zu und von der ersten Kammer 122 mit der ersten Kammer 122 verbunden. Die zweite Kammer 120 ist mit nicht gezeigten Öffnungen versehen, über die der Druck der zweiten Kammer 120 auf einen Atmosphärendruck eingestellt wird.

Ein Ende eines Schlauches 128 der Kanüle 114 ist mit dem Ende der Pumpe 112 gegenüber der Versorgungs- und Auslaßdüse 124 verbunden.

Der Schlauch 128 ist aus einem flexiblen, synthetischen Kunstharz gebildet, und ist biegsam. Im Inneren des Schlauches 128 ist ein sich von dem Kolben 118 erstreckender Draht 125 durchgesteckt. Das Ende des Schlauches 128 ist an dem Endstück 134 befestigt, das aus einem Auslaßteil 135, das sich zum Ende des Endstückes 134 hin weiter öffnet, und einem zylindrischen Teil 132, das sich aus dem Auslaßteil 135 erstreckt, zusammengesetzt ist.

Das Ende des zylindrischen Teil 132 ist geöffnet und ein Saugteil 130 ist gleitfähig mit einem Innenumfang 137 eines zylindrischen Teils 132 in Eingriff. Der Ansaugteil 130 und der zylindrische Teil 132 sind mit nicht gezeigten Stoppelementen versehen, um zu verhindern, daß der Ansaugteil 130 aus dem zylindrischen Teil 132 herausfällt. Das entfernte Ende des Drahtes 125 ist mit einem Vorsprung 141, der von der Mitte des Ansaugteils 130 in den zylindrischen Teil 132 vorsteht, verbunden. Der Abschnitt des Schlauches 128 in der Nähe der Wurzel des Auslaßteils 135, der an dem zylindrischen Teil 132 angrenzt, ist mit einem Dichtungselement 129 zum Isolieren des zylindrischen Teils 132 aus dem Schlauch 128 befüllt. Der Draht 125 wird gleitfähig durch das Dichtungselement 129 eingeführt. Das Dichtungselement 129 ist aus einem hochdichtenden Material gebildet, und dessen gute Abdichtung wird vor einer Beeinträchtigung bewahrt, sogar wenn der Draht 125 durch das Dichtungselement 129 gleitet.

Am Außenumfang des zylindrischen Teils 132 ist ein hohler Schlauch 145 befestigt, zum Messen des Blutdruckes außerhalb des zylindrischen Teils 132. Das entfernte Ende des Schlauches 145 ist an einem Meßwandler 155 zum Übertragen eines dem Blutdruck entsprechenden elektrischen Signales befestigt.

Am Außenumfang des Schlauches 128 ist ein Befestigungselement 127 zum Befestigen der Kanüle 114 auf den oberen oder unteren Gliedern des Patienten in einem Abstand von dem Ende des Endelementes 132 befestigt, so daß die Kanüle 114 gesichert ist, wenn sie in den menschlichen Körper eingeführt wird und verhindert wird, daß sie versetzt wird. Das Befestigungselement 127 umfaßt ein Band zum Anbinden der Kanüle 114 um die oberen oder unteren Glieder und einen Befestigungsflügel zum Befestigen der Kanüle 114 auf der Haut oder etwas anderem des Patienten.

Wie in den Fig. 9 und 10A bis 10F gezeigt ist, ist der Ansaugteil 130 aus einem gewölbten Teil 139, der als ein Ventilsitz dient, und einem Ansaugventil 140 zusammengesetzt. Der gewölbte Teil 139 ist mit vier Ansaugöffnungen 138 versehen, die sich in den zylindrischen Teil 132 des Endstückes 134 öffnen. Die Gesamtöffnungsfläche dieser vier Ansaugöffnungen 138 ist größer als die diametrale Querschnittsfläche des zylindrischen Teils 132. Das Ansaugventil 140, das aus einem flexiblen, in Segmenten aufgeteilten Polyurethanfilm gebildet ist, ist im Ansaugteil 130 in Eingriff.

Das Ansaugventil 140 ist in dem gewölbten Teil 139 durch Ankleben eines in Fig. 10B gezeigten Scheitelpunktes 142 das Ansaugventiles 140 an den Innenumfang des gewölbten Teils 139 eingebaut, während ein Umfang 148 des Ansaugventiles 140, der frei von dem Innenumfang des gewölbten Teils 139 ist, je nach Bedarf deformiert und versetzt werden kann.

Ein gebogener Ventilsitz 150 ist auf dem Innenumfang des gewölbten Teils 139 gebildet und stimmt mit dem Umfang 148 des Ansaugventiles 140 überein. Wie in Fig. 10C gezeigt ist, stößt der Umfang 148 des Ansaugventiles 140 dicht an dem Ventilsitz 150 an, wodurch das Innere der Ansaugöffnungen 138 bedeckt wird.

Wie in den Fig. 9 und 11A bis 11F gezeigt ist, sind im Umfang des Auslaßteiles 135 des Endstückes 134 in einem speziellen Abstand von dem Ende des zylindrischen Teiles 132 vier Auslaßöffnungen 152 gebildet. Ein Auslaßventil 160 ist aus einer zylindrischen Basis 156, einem kegeligen Teil 158 und einem geraden Schlauch 159 zusammengesetzt. Obwohl beide Enden des Auslaßventiles 160 an dem Endstück 134 und dem Schlauch 128 befestigt sind, ist das Auslaßventil 160 frei von dem Außenumfang des Auslaßteiles 135. Auf derselben Art und Weise wie beim Ansaugventil 140 ist das Auslaßventil 160 aus einem flexiblen Film aus in Segmenten unterteiltem Polyurethan gebildet und der kegelige Teil 158 ist deformier- und versetzbar.

Wie in den Fig. 11A bis 11F gezeigt ist, ist der kegelige Teil 158 ausreichend lang, um die Auslaßöffnungen 152 zu bedecken. Vier rechtwinklige Schlitze 161, die etwas kleiner als vier radiale Rippen 151, die sich radial von dem axialen Mittelpunkt des Auslaßteiles 135 erstrecken, sind in dem kegeligen Teil 158 des Auslaßventiles 160 gebildet. Jedes Segment 163 zwischen den angrenzenden Schlitzen 161 in dem kegeligen Teil 158 ist ausreichend groß, um die Auslaßöffnungen 152 zu bedecken.

Wie in Fig. 11C gezeigt ist, werden die Schlitze 161 von den radialen Rippen 151 des Auslaßteiles 135 bedeckt, wenn das Auslaßventil 160 am Außenumfang des Auslaßteiles 135 befestigt ist, wie von der Innenseite des zylindrischen Teiles 132 aus gesehen, und, wie von der Außenseite des zylindrischen Teils 132 aus gesehen, sind die Auslaßöffnungen 152 des Auslaßteiles 135 von den Segmenten 163 des Auslaßventiles 160 bedeckt. Auf diese Art und Weise ist das Auslaßventil 160 am Außenumfang des Auslaßteiles 135 befestigt, wobei die Schlitze 161 von den Auslaßöffnungen 152 getrennt sind.

Beim nach innen Pressen von außen wird das Auslaßventil 160 nach innen deformiert und stößt dicht an den Außenumfang des Auslaßteiles 135 und schließt die Auslaßöffnungen 152. Beim nach außen Herabdrücken von innen werden die Segmente 163 des Auslaßventiles 160 nach außen expandiert, weg von den Auslaßöffnungen 152 des Auslaßteiles 135. Deshalb wird das Fluid über die Schlitze 161 nach draußen ausgestoßen.

Die Länge des Endstückes 134 wird in derselben Art und Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel bestimmt, so daß, wenn die Ansaugöffnungen 138 im linken Ventrikel sind, die Auslaßöffnungen 152 in der Aorta positioniert sind. Deshalb wird die Länge des Endstückes 134 in Abhängigkeit des Alters oder der physischen Konstitution des Patienten ausgewählt, an dem die Kanüle 114 verwendet wird. Auf dieselbe Art und Weise wie beim Endstück 34 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel hat das Endstück 134 einen solchen Außendurchmesser, daß kein Blutstrom im Blutgefäß behindert wird.

Für den Betrieb des Hilfszirkuliergerätes 110 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist die Versorgungs- und Auslaßdüse 124 der Pumpe 112 mit der Antriebsvorrichtung 70 in derselben Art und Weise wie im ersten Ausführungsbeispiel verbunden. Druckluft kann über die nicht gezeigte, in die Antriebsvorrichtung 70 eingebaute Pumpe in die erste Kammer 122 der Pumpenkammer 116 geliefert werden und davon ausgestoßen werden. Der nicht gezeigte, in die Antriebsvorrichtung 70 eingebaute Regler wird mit Schaltern betätigt, die auf der Schalttafel vorgesehen sind, die verwendet wird, um den Betrieb der in die Antriebsvorrichtung 70 eingebauten Pumpe zu steuern, so daß die Druckluft, die an die Pumpe 112 geliefert werden soll und die Ansteuerung der Lieferung von Luft zu der Pumpe 112 und des Auslasses von Luft aus der Pumpe 112 gesteuert werden kann.

Nun wird die Hilfszirkulation mittels des Hilfszirkuliergerätes 110 erläutert.

Um die Hilfszirkulation zu praktizieren, wird eine physiologische Salzlösung, die eine gerinnungshemmende Substanz enthält, in das Endstück 134 eingeführt, und der Saugteil 130, der Ansaugöffnungen 138 hat, wird vorher an dem Ende des zylindrischen Teils 132 positioniert. Zuerst wird der Schlauch 128 der Kanüle 114 eingeführt, beispielsweise über die rechte Subklavianarterie, die Ansaugöffnungen werden in dem linken Ventrikel positioniert und die Auslaßöffnungen 152 werden in der Aorta positioniert. Das Vorsehen eines Ansaugteils 130, das halbkugelförmig ist, in dem Endstück 134 reduziert den Widerstand, der durch das Einführen der Kanüle 114 hervorgerufen wird, und schützt die Innenwand des Blutgefäßes vor Verletzung.

Nachdem die Ansaugöffnungen 138 und die Auslaßöffnungen 152 wie vorstehend erwähnt positioniert wurden, wird die Pumpe 112 mit der Antriebsvorrichtung 70 verbunden.

Nachfolgend wird die Antriebsvorrichtung 70 betrieben, Luft wird an die Pumpe 112 geliefert und aus der Pumpe 112 ausgelassen, zum Beispiel synchron mit den Herzschlägen des Patienten und der Druck in der ersten Kammer 122 wird variiert.

Wenn der Druck der ersten Kammer 122 abnimmt, nimmt das Volumen der ersten Kammer 122 auch ab. Wie in Fig. 12B gezeigt ist, wird der Ansaugteil 130 in Richtung der Auslaßöffnungen 152 gezogen.

Der Umfang 148 des Ansaugventiles 140 wird durch den Druck der Flüssigkeit in dem Endstück 134 gegen den Ventilsitz 150 gedrückt, wodurch die Ansaugöffnungen 138 geschlossen werden. Flüssigkeit oder Blut wird somit am Herausströmen aus den Ansaugöffnungen 138 gehindert. Zur gleichen Zeit werden die Segmente 163 des kegeligen Teils 158 nach außen, wie in Fig. 12B gezeigt, expandiert, so daß die Flüssigkeit, die sich in dem Endstück 134 befindet, über die Schlitze 161 durch die Auslaßöffnungen 152 zur Aorta geführt wird, da die Druckflüssigkeit in dem zylindrischen Teil 132 nach außen zum kegeligen Teil 158 des Auslaßventiles 160 expandiert. Die Flüssigkeit oder die physiologische Salzlösung, die gerinnungshemmende Substanzen enthält, wird anschließend gegen das Blut ausgetauscht. Der Auslaßdruck der Flüssigkeit oder des Blutes erhöht den Druck in der Aorta.

Andererseits, wenn der Druck der ersten Kammer 122 ansteigt, steigt auch das Volumen der ersten Kammer 122. Wie in Fig. 12A gezeigt ist, wird der Ansaugteil 130 in Richtung des Endes des zylindrischen Teils 132 geschoben. Dann strömt Blut über die Ansaugöffnungen 138 in das Endstück 134. Der Umfang 148 des Ansaugventiles 140 wird durch den Blutstrom deformiert oder nach innen gedrückt, und verläßt den Ventilsitz 150. Deshalb wird kein Blut daran gehindert, über die Ansaugöffnungen 138 zu strömen. Desweiteren kann Blut effektiv durch die Ansaugöffnungen 138 strömen, da die Gesamtöffnungsfläche der vier Ansaugöffnungen 138 größer als die diametrische Querschnittsfläche des Endstückes 134 ist. Zur gleichen Zeit wird der kegelige Teil 158 des Auslaßventiles 160 aufgrund des Druckunterschiedes zwischen der Innenseite des Endstückes 134 und der Seite der Aorta gegen den Außenumfang des Auslaßteiles 135 herabgedrückt, wodurch die Auslaßöffnungen 152 bedeckt werden. Die Auslaßöffnungen 152 sind somit durch das Auslaßventil 160 verschlossen und kein Blut strömt über die Auslaßöffnungen 152 in das Endstück 134. Deshalb wird Blut nur von dem linken Ventrikel angesaugt.

Das kegelige Ende des zylindrischen Teils 132, das das Ende der Bewegung des Ansaugteiles 130 ist, ist mit den Auslaßöffnungen 152 versehen. Deshalb wird Blut über die Auslaßöffnungen 152 von dem zylindrischen Teil 132 vollständig ausgestoßen und gerinnt nicht.

In dem Hilfszirkuliergerät 110 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel wird, wie vorstehend erwähnt, Blut durch Anheben oder Absenken des Druckes in der ersten Kammer 122 der Pumpe 112 über die Ansaugöffnungen 138 vom dem linken Ventrikel eingesaugt und über die Auslaßöffnungen 152 zur Aorta ausgestoßen. Der Blutstrom von dem linken Ventrikel zur Aorta wird somit hergestellt, wodurch die Blutströmungsgeschwindigkeit kompensiert wird. Zur gleichen Zeit hebt der Auslaß von Blut in die Aorta den Blutdruck in der Aorta. Der Druck in dem Endstück 134 wird abwechselnd vom Unterdruck auf Überdruck und vom Überdruck auf Unterdruck geändert, entsprechend dem Druck in der ersten Kammer 122 der Pumpe 112, wodurch eine pulsierende Druckkompensation hergestellt wird. Desweiteren wird die auf das Herz aufgebrachte Belastung reduziert, da das Blut zur Zeit der Kontraktion des linken Ventrikels von dem linken Ventrikel eingesaugt wird.

Auf dieselbe Art und Weise wie im ersten Ausführungsbeispiel ist vorzugsweise eine Spiralfeder 190 in dem Schlauch 128 der Kanüle 114 vorgesehen, wie in Fig. 13 gezeigt ist.

Obwohl der hohle Schlauch 145 im zweiten Ausführungsbeispiel am Außenumfang des Endstückes 134 zur Messung des Blutdruckes in dem linken Ventrikel befestigt ist, kann er auch in der Nähe der Auslaßöffnungen 152 zur Messung des Blutdruckes in der Aorta angebracht sein. Alternativ kann ein Druckerfassungselement direkt am Außenumfang des zylindrischen Teils 132 befestigt werden. Obwohl das Ansaugventil und das Auslaßventil im ersten und im zweiten Ausführungsbeispiel aus Urethanharz gebildet werden, können sie auch aus Vinylchloridharz, Polyimidharz, Nylonharz oder anderem gebildet werden.

Die Pumpe der ersten und zweiten Ausführungsbeispiele kann eine IABP-Antriebseinheit zur generellen Verwendung in Krankenhäusern umfassen oder eine Antriebseinheit für ein künstliches Herzsystem, das pneumatisch angetrieben wird. Alternativ kann eine mechanisch angetriebene Pumpe, eine elektromagnetisch angetriebene Pumpe oder eine andere verwendet werden.

Ein Befestigungselement zur stabilen Befestigung der Pumpe oder der Kanüle an das Bett des Patienten kann an der Pumpe oder der Kanüle angefügt werden, so daß die Kanüle oder die Pumpe davor geschützt wird, verbogen oder beschädigt zu werden, sogar wenn sich der Patient bewegt oder das Bett bewegt wird.

In einem perkutanen Hilfszirkulationssystem werden die Strömungsgeschwindigkeit und der pulsierende Druck zur gleichen Zeit mit einer Kanüle kompensiert. Ein Kolben ist in einer Pumpe vorgesehen und ein Draht ist mit einem Ende des Kolbens verbunden und wird durch einen Schlauch hindurchgeführt. Das Ende des Schlauches, das gegenüber dem mit dem Kolben verbundenen Ende liegt, ist mit einem Endstück versehen, das einen zylindrischen Teil hat. Das Ende des zylindrischen Teiles ist offen und ein Ansaugteil mit Ansaugöffnungen ist in dem zylindrischen Teil in Eingriff. Der Ansaugteil ist mit dem Ende des Drahtes verbunden und mit einem Ansaugventil versehen. Das Endstück ist auch mit einem Auslaßteil versehen, der aus einem Auslaßventil und Auslaßöffnungen zusammengesetzt ist. Wenn die Pumpe betrieben wird, wobei die Ansaugöffnungen in dem linken Ventrikel positioniert sind und die Auslaßöffnungen in der Aorta positioniert sind, wird Blut durch die Ansaugöffnungen eingesaugt und durch die Auslaßöffnungen ausgestoßen, wodurch zur gleichen Zeit eine Kompensation der Strömungsgeschwindigkeit und des pulsierenden Druckes hergestellt wird.

Claims

1. Kanüle (14) mit folgenden Bauteilen:
einem Schlauch (28) mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende, wobei das erste Ende mehr als eine Ansaugöffnung (38) hat und der Umfang des Schlauches in einer von dem ersten Ende des Schlauches vorbestimmten Distanz entfernt mehr als eine Auslaßöffnung (52) hat;
einem Ansaugventil (40), das sich in dem ersten Ende des Schlauches (28) befindet, um zu ermöglichen, daß ein Fluid von den Ansaugöffnungen (38) in den Schlauch strömt und um zu verhindern, daß das Fluid aus dem Schlauch zu den Ansaugöffnungen strömt; und
einem Auslaßventil (60), das auf dem Umfang des Schlauches (28) angeordnet ist und die Auslaßöffnungen (52) bedeckt, um zu ermöglichen, daß das Fluid aus dem Schlauch zu den Auslaßöffnungen strömt, und um zu verhindern, daß das Fluid von den Auslaßöffnungen in den Schlauch strömt.

2. Kanüle gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslaßventil (60) rohrförmig ist, um einen minimalen Widerstand am Herzen eines Verwenders hervorzurufen.

3. Kanüle gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ansaugventil (40) und das Auslaßventil (60) aus einem flexiblen Film hergestellt sind.

4. Kanüle gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ansaugventil (40) nahezu halbkugelförmig geformt ist.

5. Kanüle gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ansaugventil (40) nahezu konisch geformt ist.

6. Kanüle mit folgenden Bauteilen:
einem Schlauch (28) mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende, wobei der Umfang des Schlauches in einem vorbestimmten Abstand von dem ersten Ende des Schlauches mehr als eine Auslaßöffnung (52) hat,
einem nahezu konischen Ansaugteil (30) mit mehr als einer Ansaugöffnung (38), die an dem Scheitelpunkt (42) des Ansaugteils angeordnet sind, wobei das Ansaugteil an dem ersten Ende des Schlauches befestigt ist;
einem Ansaugventil (40), das im Inneren des Ansaugteiles (30) angeordnet ist und einen Ventilsitz (50) hat, der an einem inneren Umfang des Ansaugventiles angeordnet ist, um zu ermöglichen, daß ein Fluid von den Ansaugöffnungen (38) in den Schlauch strömt, und um zu verhindern, daß das Fluid aus dem Schlauch zu den Ansaugöffnungen strömt; und
einem Auslaßventil (60), das auf dem Umfang des Schlauches (28) angeordnet ist und die Auslaßöffnungen (52) bedeckt, um zu ermöglichen, daß das Fluid aus dem Schlauch zu den Auslaßöffnungen strömt und um zu verhindern, daß das Fluid von den Auslaßöffnungen in den Schlauch strömt.

7. Kanüle gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Öffnungsfläche der Ansaugöffnungen (38) größer ist als die diametrische Querschnittsfläche des Schlauches (28).

8. Kanüle gemäß Anspruch 6, desweiteren gekennzeichnet durch eine Druckmeßvorrichtung zum Messen des Druckes des Fluids außerhalb des Schlauches (28).

9. Kanüle gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie desweiteren eine Befestigungsvorrichtung umfaßt, die am Außenumfang des Schlauches in einem vorbestimmten Abstand von dem ersten Ende des Schlauches angeordnet ist, zur Befestigung der Kanüle an einem Verwender.

10. Kanüle gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie desweiteren eine Spiralfeder (90) umfaßt, die den Schlauch (28) umgibt, so daß der Schlauch nicht beschädigt wird.

11. Hilfszirkuliergerät, mit folgenden Bauteilen:
einem Schlauch (28) mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende, wobei das erste Ende mehr als eine Ansaugöffnung (38) hat, und der Umfang des Schlauches in einem vorbestimmten Abstand von dem ersten Ende des Schlauches mehr als eine Auslaßöffnung (52) hat;
einem Ansaugventil (40), das im Inneren des ersten Endes des Schlauches (28) angeordnet ist, um zu ermöglichen, daß ein Fluid von den Ansaugöffnungen (38) in den Schlauch strömt, und um zu verhindern, daß Fluid aus dem Schlauch zu den Ansaugöffnungen strömt;
einem Auslaßventil (60), das auf dem Umfang des Schlauches (28) angeordnet ist und die Auslaßöffnungen (52) bedeckt, um zu ermöglichen, daß das Fluid aus dem Schlauch zu den Auslaßöffnungen strömt, und um zu verhindern, daß das Fluid aus den Auslaßöffnungen in den Schlauch strömt, und
einer Pumpe (12) mit einer Öffnung, die mit dem zweiten Ende des Schlauches (28) verbunden ist.

12. Hilfszirkuliergerät gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (12) desweiteren folgende Bauteile umfaßt:
eine Flüssigkeitskammer (20), die mit der Pumpenöffnung in Verbindung steht, zur Veränderung des Volumens einer Blutmenge in der Flüssigkeitskammer; und
eine Luftkammer (22), die über eine Versorgungs- und Auslaßdüse (24) mit der Außenluft in Verbindung steht,
wobei der Druck in der Flüssigkeitskammer (20) negativ wird, wenn der Luftdruck in der Luftkammer (22) gesenkt wird, und Blut von den Ansaugöffnungen (38) durch den Schlauch (28) und in die Flüssigkeitskammer (20) strömt, wobei zur gleichen Zeit das Auslaßventil (60) geschlossen ist, woraus resultiert, daß Blut nur aus dem linken Ventrikel eines Verwenders in die Pumpe (12) gesaugt wird, und das Blutvolumen in der Flüssigkeitskammer abnimmt und Blut von der Flüssigkeitskammer zu dem Schlauch ausgelassen wird, wenn nachfolgend der Luftdruck in der Luftkammer angehoben wird, wobei das Ansaugventil durch das komprimierte Blut in dem Schlauch gegen den Ventilsitz (50) herabgedrückt wird und die Ansaugöffnungen schließt und verhindert, daß Blut aus den Ansaugöffnungen herausströmt, während zur gleichen Zeit das Auslaßventil geöffnet ist und Blut aus den Auslaßöffnungen zur Aorta des Verwenders strömt, wodurch der Blutdruck in der Aorta ansteigt.

13. Hilfszirkuliergerät gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Ansteigen und Absenken des Luftdruckes in der Luftkammer (22) wirkt, um die Blutströmungsgeschwindigkeit und den pulsierenden Druck auszugleichen, woraus eine verminderte Belastung auf das Herz des Verwenders hervorgerufen wird.

14. Hilfszirkuliergerät gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (112) desweiteren die folgenden Bauteile aufweist:
einem Draht (125), dessen erstes Ende mit einem Kolben (118) und dessen zweites Ende mit einem Ansaugteil (130) verbunden ist, wobei sich der Draht durch den Schlauch (128) der Kanüle (114) erstreckt;
einem Zylinder (112) zum gleitfähigen Unterbringen des Kolbens (118) zur Lieferung von Blut an den Zylinder und zum Ausstoßen von Blut aus dem Zylinder, resultierend aus der Bewegung des Kolbens; und
einem zylindrischen Teil (152) mit einer ersten Grenze und einer zweiten Grenze, wobei das Ansaugteil (130) gleitfähig in der ersten Abgrenzung des zylindrischen Teils untergebracht ist und ein Dichtungselement an der zweiten Abgrenzung des zylindrischen Teils angeordnet ist,
und, wenn der Draht von der Pumpe gelöst wird, wird Blut von dem Ansaugteil (130) in den zylindrischen Teil gezogen und, wenn der Draht zur Pumpe angezogen wird, wird Blut von den Auslaßöffnungen (152) nach außerhalb des zylindrischen Teiles ausgelassen, wodurch die Blutströmungsgeschwindigkeit und der pulsierende Druck reguliert werden, was eine verminderte Belastung des Herzens des Verwenders zur Folge hat.

15. Hilfszirkuliergerät gemäß einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß
das erste Ende ein Ansaugteil (30, 130) mit einem konischen Endstück (34, 134) hat sowie Ansaugöffnungen (38, 138) und das Ansaugventil (40, 140), wobei das erste Ende über die rechte Subklavianarterie eines Patienten einsetzbar ist, so daß das Endstück (34, 134) in dem linken Ventrikel des Patienten positionierbar ist; und
daß die vorbestimmte Distanz zwischen den Ansaugöffnungen (38, 138) einerseits und den Auslaßöffnungen (52, 152) und dem Auslaßventil (60, 160) andererseits so festgelegt ist, daß die Auslaßöffnungen (52, 152) und das Auslaßventil (60, 160) in der Aorta des Patienten positionierbar sind; und
daß eine Antriebsvorrichtung (70) mit einer Versorgungs- und Auslaßdüse (24, 124) einer Pumpe (12, 112) verbindbar ist und die Pumpe (12, 112), die eine Öffnung hat, mit einem zweiten Ende der Kanüle (14, 114) verbindbar ist; und die Antriebsvorrichtung (70) zur Vereinfachung des Ansaugens und Auslassens von Blut durch die Kanüle (14, 114) ansteuerbar ist, wodurch, wenn der Druck in dem Schlauch (28, 128) oder zumindest in einem Endstück (132, 134) davon negativ ist, das Ansaugventil (40, 140) geöffnet ist, um es dem Blut in dem linken Ventrikel zu ermöglichen, durch die Ansaugöffnungen (38, 138) in den Schlauch zu strömen, und, wenn der Druck in dem Schlauch oder zumindest in einem Endstück (132, 134) davon positiv ist, das Auslaßventil (60, 160) offen ist, um es dem Blut in dem Schlauch zu ermöglichen, zur Aorta ausgestoßen zu werden, wobei diese Bewegung des Ansaugens und Auslassens von Blut durch die Kanüle bewirkt, daß die Blutströmungsgeschwindigkeit und der pulsierende Druck des Patienten imitiert werden kann.