DE19702098A1 - Mobile Herz-Lungenmaschine - Google Patents
Mobile Herz-LungenmaschineInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine mobile Herz-Lungen-Ma
schine nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Dabei soll die Erfindung die Mobilität von Herz-Lun
gen-Maschinen gewährleisten, die insbesondere bei
akuter Herz-Kreislauf-Insuffizienz durch Schock,
durch akutes Herzversagen (Myokardinfarkt, Herzklap
penausrisse, Kammerseptumdefekt, Hyptertone Krise)
akute Dilatationszwischenfälle, Erfrierungen, Ertrin
ken im Eiswasser, Verkehrsunfälle mit Kreislaufver
sagen, bei akuter, medikamentös nicht beeinflußbarer
Herz-Kreislaufinsuffiziens im Stadium der Reanima
tionspflichtigkeit - Schock etc., ausgedehnte Infek
tionen, Sepsis, Vergiftungen mit Herz-Kreislauf-Ver
sagen, großflächige Verbrennungen mit Schocklunge
während des Transportes des betroffenen Patienten
eingesetzt werden können.
Aus DE 42 38 884 A1 ist eine Vorrichtung mit einem
Blut-Oxygenator, insbesondere für den Einsatz bei
akuter Herz-Insuffizienz, bekannt. Dabei wird mit dem
Oxygenator ein Schlauchsystem, das freie Schlauch
enden zum Anschluß an einen Patienten aufweist, ver
wendet. Zur Verringerung der Einsatz zeit sollen so
wohl der Oxygenator als auch das Schlauchsystem mit
einer Infusionslösung vorgefüllt sein. Außerdem sol
len ein Pumpenanschluß und ein Gasanschluß am Oxyge
nator vorgesehen sein.
Für einen mobilen Einsatz soll die Pumpe batteriebe
trieben ausgeführt werden und ein zusätzlicher Sauer
stoffgenerator und ein Wärmetauscher Verwendung fin
den.
Bei dieser vorbekannten Lösung treten jedoch Nachtei
le dadurch auf, daß ein hoher Energiebedarf vorhanden
ist, der nur mit Batterien relativ hoher Kapazität
gesichert werden kann. Entsprechende Akkumulatoren
verfügen aber auch über eine sehr große Masse und ein
entsprechend großes Volumen und schränken dadurch die
gewünschte Mobilität ein. Mit solch großen und schwe
ren Akkumatoren ausgestattete Vorrichtungen bereiten
beispielsweise beim Transport über Treppen Probleme.
Außerdem ist es bei dieser bekannten Lösung nachtei
lig, daß ein Langzeiteinsatz nicht möglich ist und
daß die Verwendung dieser vorbekannten Vorrichtung
über einen längeren Zeitraum eine Patientengefährdung
darstellen kann.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine mobile Herz-
Lungen-Maschine vorzuschlagen, die einfach aufgebaut
ist, die sowohl stationär als auch während eines
Patiententransportes einsetzbar ist und die auch die
Möglichkeit einer Langzeitanwendung bietet.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale
des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausge
staltungsformen und Weiterbildungen der Erfindung
ergeben sich bei Verwendung der in den untergeordne
ten Ansprüchen genannten Merkmale.
Bei der erfindungsgemäßen mobilen Herz-Lungen-Maschi
ne wird ein Schlauchset verwendet, wie es aus der DE 42 38 884 A1
zumindest teilweise bekannt ist und bei
dem eine Schlinge zur Zuführung zu einer Arterie und
eine zweite Schlinge zur Abführung aus einer Vene
vorhanden sind.
Das Blut wird über einen Plattenxygenator (künstliche
Lunge), der vorteilhaft mit einem artiellen Filter
und einem venösen Reservoir gekoppelt sein kann, über
eine Pumpe geführt. Außerdem soll ein als Sauer
stoffspender dienender Sauerstoffkonzentrator verwen
det werden, der antriebsseitig mit der Pumpe verbun
den ist. Die Verwendung von Plattenoxygenatoren bie
tet eine höhere Gasaustauschkapazität und blasenfreie
Füllung und ist gegenüber üblicherweise verwendeten
Membran- oder Hohlfaseroxygenatoren günstiger.
Je nach spezifischem Einsatzort kann der gemeinsame
Antrieb für Pumpe und Sauerstoffkonzentrator mit
Elektroenergie über einen Anschluß an eine dezentrale
Elektroenergieversorgung oder einen zweiten Anschluß
für einen Elektroenergiespeicher gesichert sein, der
ein aufladbarer Akkumulator oder eine andere Batterie
sein kann.
Die antriebsseitige Kopplung von Pumpe und Sauer
stoffkonzentrator führt dazu, daß die Größe der er
forderlichen Elektroenergie verringert wird und dem
zufolge die Kapazität des Elektroenergiespeichers
kleiner gehalten werden kann, so daß die bereits ge
nannten Nachteile zumindest verringert werden können.
Vorteilhaft soll eine Pumpe verwendet werden, deren
Pumpleistung kontinuierlich regelbar ist und gewähr
leistet, daß ein Volumenstrom von 10 l/min erreicht
wird.
Ein günstiges Beispiel für eine solche Pumpe ist eine
Rollenpumpe.
Die Pumpe kann mit einem Sauerstoffkonzentrator kom
biniert eingesetzt werden, der die Möglichkeit bie
tet, den Sauerstoffvolumenstrom und die Sauerstoff
konzentration zu regeln. Ein solcher Sauerstoffkon
zentrator sollte auf dem Filtrationsprinzip beruhen,
und mindestens ein Stickstoffmoleküle bindender und
Sauerstoffmoleküle durchlassender Prozeßfilter sollte
vorhanden sein.
Vorteilhaft wird ein Sauerstoffkonzentrator mit zwei
parallel vorhandenen Prozeßfiltern verwendet, die
alternierend genutzt werden. So kann an einem Prozeß
filter die Trennung dieser beiden Elemente durchge
führt werden, während gleichzeitig der zweite Prozeß
filter mit einem Teil des erzeugten Sauerstoffes ge
spült wird.
Mit einem solchen Sauerstoffkonzentrator kann ein
Gasgemisch hergestellt werden, das bei einem Volumen
strom mit ca. 10 l/min zu 84 Masse-% aus Sauerstoff
und 16 Masse-% aus normaler Umgebungsluft besteht.
Bei kleineren Volumenströmen kann der Sauerstoffan
teil erhöht werden.
Ein weiterer vorteilhafter Einfluß auf die erforder
liche zuzuführende Elektroenergie für die Antriebe
wird durch die Verwendung eines Schlauchmaterials
erreicht, das flexibler als die anderen Teile des
Schlauchsets (Schlingen) ist, die nicht durch die
Pumpe und dabei insbesondere durch das Pumpengehäuse
geführt werden.
Die daraus resultierende relativ große Verringerung
der erforderlichen Kraft, die durch die Pumpe aufge
bracht werden muß, wirkt sich in der gewünschten Form
aus. Selbstverständlich können auch der gesamte An
trieb der Pumpe und auch das Gehäuse entsprechend
geringer dimensioniert werden, was ebenfalls zur Mas
sereduzierung führt. Durch die Verwendung eines sol
chen flexibleren Materials kann die erforderliche
durch die Pumpe aufzubringende Anpreßkraft auf minde
stens 20% gegenüber herkömmlichen Materialien redu
ziert werden. Man kann diesen Teil, der aus dem fle
xibleren Material gebildet wird, auch als Gefäßpro
these bezeichnen. Ein hierfür geeignetes Material ist
PTFE.
Zur Sicherung einer Langzeitanwendung kann parallel
zur Pumpe ein künstliches Herzventrikel in den Blut
kreislauf geschaltet sein und bei Bedarf durch Um
schalten eines Zweiwegeventils das Blut über das
künstliche Herzventrikel geführt werden und die Blut
versorgung auf Pulsation umgeschaltet werden.
Ein zusätzlicher Anschluß, der mit einem Ventil ver
schließbar ist oder geöffnet werden kann, dient als
Anschluß für Kohlendioxid, das beispielsweise aus
einer entsprechenden Druckflasche zuführbar ist. Da
bei wird die CO2-Zufuhr ebenfalls nur bei einer Lang
zeitanwendung (über drei Stunden) erforderlich sein.
Die erfindungsgemäße Herz-Lungen-Maschine kann zu
einer relativen Einheit zusammengefügt sein und auf
einer mobilen Einheit befestigt werden.
Die mobile Einheit ist bevorzugt als Wagen ausgebil
det, an dem mindestens zwei Räder vorhanden sind. Der
Durchmesser der Räder sollte dabei mindestens 500 mm,
bevorzugt 1000 mm groß sein, um auch größere Uneben
heiten und Treppen bewältigen zu können, ohne daß ein
unvertretbarer Kraftaufwand erforderlich wird.
Die übrigen Teile des Schlauchsets und dabei insbe
sondere die bereits genannten Schlingen können im
Vorfeld eines jeden Einsatzes mit einer sterilen bzw.
im Nachgang sterilisierbaren Flüssigkeit gefüllt und
verschlossen sein, die bei Einführung in den Blut
kreislauf für den jeweiligen Patienten unbedenklich
ist. Eine solche Flüssigkeit ist z. B. eine Kochsalz
lösung.
Der Sauerstoffkonzentrator, die Pumpe, der Oxygena
tor, der artielle Filter und ein venöses Reservoir
sind feste Einheiten.
Vorteilhaft können Teile des Schlauchsets oder das
Gehäuse so ausgestaltet sein, daß eine formschlüssige
Verbindung erreicht wird und während des Einsatzes
und Transportes ein gewisses Maß an Halt gesichert
ist. Hierfür können entsprechend ausgebildete Halte
rungen oder Sicken verwendet werden.
Nachfolgend soll die Erfindung anhand von Ausfüh
rungsbeispielen näher beschrieben werden.
Es zeigen:
Fig. 1 den schematischen Aufbau einer erfindungs
gemäß ausgebildeten mobilen Herz-Lungen
maschine,
Fig. 2 die Anordnung einer Herz-Lungen-Maschine
auf einer mobilen Einheit und
Fig. 3 ein Blockschaltbild der Anordnung der ein
zelnen Komponenten der mobilen Herz-Lungen
maschine.
Bei dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel einer erfin
dungsgemäß ausgebildeten mobilen Herz-Lungen-Maschine
sind die einzelnen Komponenten, die wiederverwendbar
bzw. zum Teil austauschbar sind, fest in einem Gehäu
se 10 aufgenommen bzw. an diesem befestigt angeord
net. Die antriebsseitige Verbindung der Pumpe 8 mit
dem Sauerstoffkonzentrator 1 ist dabei nicht erkenn
bar.
Der hierfür verwendete Elektromotor hat eine maximale
Leistungsaufnahme von ca. 500 W und treibt gemeinsam
den mit einem Druckpendel arbeitenden Sauerstoffkon
zentrator 1 und die Antriebswelle der Pumpe 8 an.
Die Pumpe 8 ist bei diesem Ausführungsbeispiel vor
teilhaft als Rollenpumpe ausgebildet, durch deren
Pumpengehause ein flexibler Schlauchbereich 16 ge
führt ist, der bei Drehung der Rollen der Rollenpumpe
8 zusammengepreßt wird. Dadurch wird die im Schlauch
enthaltene Flüssigkeit (physiologische Kochsalz
lösung) oder Blut durch den arteriellen Filter 5 zur
Schlinge 6 des Schlauchsets in eine Arterie des Pa
tienten befördert. Die Schlinge 14 des Schlauchsets
führt von einer Vene des Patienten das Blut über ein
venöses Reservoir in den Oxygenator 9, in dem auch
die Sauerstoffanreicherung des Blutes erfolgt. Der
Sauerstoff bzw. ein mit Sauerstoff angereichertes
Luftgemisch gelangt dabei aus dem Sauerstoffkonzen
trator 1 über nicht dargestellte Leitungen zum Oxige
nator.
Des weiteren sind Anschlüsse 2 für einen Elektroener
gieanschluß an ein dezentrale Elektroenergieversor
gung vorhanden, wie ein Stromnetz und ein Elektro
energiespeicher 4, der in elektrisch leitender Ver
bindung mit dem Elektromotor für den Antrieb des Sau
erstoffkonzentrators 1 und der Pumpe 8 steht.
Für einen eventuell erforderlichen stationären Ein
satz ist ein Anschluß 3 für die Zufuhr von Sauerstoff
aus einem zentralen Versorgungsnetz, wie es in Klini
ken üblich ist, vorhanden.
An der Stirnseite befinden sich Schalter oder Regler
für die Einstellung der Förderleistung und/oder der
Sauerstoffkonzentration. So ist 11 beispielsweise ein
Regler für den Sauerstoffkonzentrator 1, mit dem die
Sauerstoffmenge und/oder die Sauerstoffkonzentration
eingestellt werden kann. Mit dem Regler 12 kann die
Förderleistung der Pumpe 8 stufenlos beeinflußt wer
den. Mit dem Schalter 13 kann das Gerät ein- und aus
geschaltet werden.
In Fig. 1 sind jedoch die Anschlüsse und die Anord
nung eines zur Pumpe parallel schaltbaren künstlichen
Herzventrikels und ein zusätzlicher Kohlendioxid-An
schluß nicht dargestellt. Für die Anordnung bestehen
verschiedene Möglichkeiten, diese günstig in das Ge
häuse zu integrieren bzw. an diesem zu befestigen.
In Fig. 1 sind aber die Halterungen 7 für eine gege
benenfalls erforderliche Befestigung einer Kohlendi
oxidflasche erkennbar.
In Fig. 2 ist die Anordnung einer erfindungsgemäßen
mobilen Herz-Lungen-Maschine auf einer mobilen Ein
heit 20 dargestellt, die als ein bewegbarer Wagen
ausgebildet ist.
Der Wagen verfügt über mindestens zwei Räder 22, die
aus Stabilitätsgründen mit einer Vollgummibereifung
versehen sein können. Günstigerweise können die Räder
22 zumindest teilweise mit einem Spritzschutz über
deckt sein, mit dem die empfindlichen Teile der
Herz-Lungen-Maschine auch bei widrigen Witterungsbedingun
gen geschützt werden.
Die auf dem Wagen - und dort auf einer Ablage 24 -
befestigte mobile Herz-Lungen-Maschine 28 und ein das
Ganze umgebender und in gewissem Maße auch schützen
der Rahmen sind so dimensioniert, daß dieser mit ei
ner Krankentrage über Sicherungshalterungen 27 ge
meinsam verwendet werden kann.
Es besteht aber auch die Möglichkeit, Größe und Form
der bestückten mobilen Einheit 20 so auszubilden, daß
sie unterhalb herkömmlicher mobiler Krankentragen
angeordnet und gemeinsam genutzt werden kann.
An mindestens einer Seite des Wagens 20 können aus
klappbare Ständer 25 vorhanden sein, die in Richtung
auf den Erdboden über die Ablage 24 hinausragen, auf
der die mobile Herz-Lungen-Maschine 26 befestigt ist,
und den sicheren Stand gewährleisten. Selbstverständ
lich können solchen Ständer 25 auch an allen vier
Ecken des Wagens 20 angeordnet sein.
In der Fig. 3 ist ein Blockschaltbild der Anordnung
der einzelnen Komponenten der erfindungsgemäßen mobi
len Herz-Lungenmaschine dargestellt.
Über die Schlinge 14 gelangt venöses Blut über das
venöse Reservoir 15, den Plattenoxigenator 9, durch
die Pumpe 8 gefördert, weiter über den arteriellen
Filter 5 durch die Schlinge 6 des Schlauchsets zu
einer Arterie des Patienten.
Der Sauerstoffkonzentrator 1 und die Pumpe 8 werden
dabei, wie schematisch dargestellt, von einem gemein
samen Motor 29 angetrieben, der vorteilhaft auch ein
künstliches Herzventrikel 30 nach getrennter Zuschal
tung antreiben kann. Dabei ist der flexiblere Teil
des Schlauchsets 16 durch das Gehäuse der Pumpe 8 im
Einflußbereich der nichtdargestellten Rollen geführt.
Der Sauerstoffkonzentrator 1 ist über die Leitung 31
mit dem Plattenoxigenator 9 verbunden, durch die Sau
erstoff oder sauerstoffangereicherte Luft zuführbar
ist.
Parallel zur Pumpe 8 kann an das Schlauchset in den
Blutkreislauf das künstliche Herzventrikel 30 ange
schlossen werden. Dabei kann dieser Teil des Kreises
über nicht dargestellte Ventile gesperrt oder geöff
net werden. Das künstliche Herzventrikel 30 wird an
stelle der Pumpe 8 benutzt, wenn eine Langzeitanwen
dung erforderlich wird. Dabei liegen die Anschlüsse
des künstlichen Herzventrikels 30 zwischen Oxigenator
9 und arteriellem Filter 5.
Claims (14)
1. Mobile Herz-Lungen-Maschine mit einem Schlauch
set, bestehend aus
einer Schlinge zur Zuführung zu einer Arterie,
einer zweiten Schlinge zur Abführung aus einer Vene,
einem Oxigenator,
einer Blutpumpe und
einem Sauerstoffspender,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Sauerstoffkonzentrator (1) als Sauer stoffspender und die Pumpe (8) antriebsseitig miteinander verbunden sind und ein Anschluß (2) an eine dezentrale Elektroenergieversorgung und/oder ein zweiter Anschluß (4) für einen Elektroenergiespeicher vorhanden sind.
einer Schlinge zur Zuführung zu einer Arterie,
einer zweiten Schlinge zur Abführung aus einer Vene,
einem Oxigenator,
einer Blutpumpe und
einem Sauerstoffspender,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Sauerstoffkonzentrator (1) als Sauer stoffspender und die Pumpe (8) antriebsseitig miteinander verbunden sind und ein Anschluß (2) an eine dezentrale Elektroenergieversorgung und/oder ein zweiter Anschluß (4) für einen Elektroenergiespeicher vorhanden sind.
2. Mobile Herz-Lungen-Maschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (8) eine
kontinuierlich regelbare Pumpleistung mit einem
Volumenstrom bis zu 10 l/min aufweist.
3. Mobile Herz-Lungen-Maschine nach Anspruch 1 oder
2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (8) eine
Rollenpumpe ist.
4. Mobile Herz-Lungen-Maschine nach einem der An
sprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Sauerstoff
konzentrator (1) der Sauerstoffvolumenstrom und
die Sauerstoffkonzentration regelbar sind.
5. Mobile Herz-Lungen-Maschine nach einem der An
sprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der Sauerstoffkon
zentrator (1) auf dem Filtrationsprinzip beruht
und mindestens ein Stickstoffmoleküle bindender
und Sauerstoffmoleküle durchlassender Prozeßfil
ter vorhanden ist.
6. Mobile Herz-Lungen-Maschine nach einem der An
sprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Pumpe
(8) geführte Teil (16) des Schlauchsets aus ei
nem flexibleren Material besteht als das für die
Schlingen (6, 14) verwendete Material.
7. Mobile Herz-Lungen-Maschine nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß das flexiblere Mate
rial im Pumpenbereich PTFE ist.
8. Mobile Herz-Lungen-Maschine nach Anspruch 6 oder
7,
dadurch gekennzeichnet, daß die erforderliche
Kraft zum Zusammendrücken des flexibleren Mate
rials bei maximal 20% des übrigen Schlauchset
materials liegt.
9. Mobile Herz-Lungen-Maschine nach einem der An
sprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Pumpe
(8) ein künstliches Herzventrikel (30) in den
Blutkreislauf schaltbar ist.
10. Mobile Herz-Lungen-Maschine nach einem der An
sprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzlicher mit
einem Ventil verschließbarer CO2-Anschluß vor
handen ist.
11. Mobile Herz-Lungen-Maschine nach einem der An
sprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß sie auf einer mobi
len Einheit (20) befestigt ist, deren mindestens
zwei Räder (23) einen Mindestdurchmesser von
500 mm aufweisen.
12. Mobile Herz-Lungen-Maschine nach einem der An
sprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente des
Schlauchsets (14) oder ein Gehäuse (10) so ge
staltet sind/ist, daß eine formschlüssige Ver
bindung herstellbar ist.
13. Mobile Herz-Lungen-Maschine nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, daß Halterungen oder
Sicken ausgebildet sind.
14. Mobile Herz-Lungen-Maschine nach einem der An
sprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß der Oxygenator (9)
ein Plattenoxygenator ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19702098A DE19702098B4 (de) | 1997-01-22 | 1997-01-22 | Mobile Herz-Lungenmaschine |
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Family
ID=7818005
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