DE2208868C3 - Vorrichtung zur Sauerstoffanreicherung von Blut - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Sauersloffanreicherung von Blut, mit einem zumindest teilweise lotrecht verlaufenden Anreicherungsabschnitt mit biegsamen Wänden, in dem von einem unteren Einlaßende her Blut mit Sauerstoffbläschen gemischt zu einem Auslaßende strömt, sowie mit einem stromab des Anreicherungsabschnittes befindlichen Abzug für überschüssige Sauerstoffbläschen aus dem angereicherten Blut.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-AS 10 78 288 bekannt.

Das Gemisch muß bei dieser Vorrichtung eine vorbestimmte Aufwärtsgeschwindigkeit und ein vorbestimmtes Verhältnis von Blut zu Sauerstoff aufweisen, um das Niveau der Sauerstoffzufuhr zum Blut zwischen bestimmten oberen und unteren Grenzen zu halten. Diese Faktoren hängen von der Blutzufuhrrate am Eingang des Anreicherungsabschnittes sowie von der Sauerstoffzufuhrrate in diesem Bereich ab. Während der Behandlung kann sich aber die Blutzufuhrrate vom Patienten im Anreicherungsabschnitl zum Teil erheblich ändern. Bis jetzt hat man in solchen Fällen die Zufuhrrate von Sauerstoff in den Blulströmungsweg verringert bzw. entsprechend erhöht. Die Reduzierung des Zustroms von Sauerstoff hat aber zur Folge, daß da? Verhältnis von Sauerstoff zu Blut sich verringert, wodurch sich das Blut in diesem Bereich staut. Die Aufwärtsgeschwindigkeit des Bluts wird in dieser Zone somit unerwünscht klein, wodurch das Blut zu lange im Anreicherungsabschnitt verbleibt, weil die Menge an Sauerstoff in diesem Bereich sich verringert und der Betrag an Blut sich somit erhöht. Eine Reduzierung der Sauerstoffzufuhr erhöht auch die Dichte des Gemischs in diesem Bereich, wodurch sich die biegsamen Kunststoffwände des Anreicherungsbereichs erweitern und so sein Volumen erhöhen. Dadurch wiederum erfolgt eine weitere Reduzierung in der Aufwärtsgeschwindigkeit des strömenden Bluts. Eine derartige Erhöhung der Dichte erhöht auch den Gegendruck, der im Blutströmungsweg erzeugt wird. Dieser Gegendruck ist in hohem Maß unerwünscht Durch die Stauung von Blut im Sauerstoffanreicherungsbereich wird außerdem die Blutmenge außerhalb des Körpers des Patienten in

ίο unerwünschter Weise erhöht.

Eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 beschreibt die DE-AS 10 78 288. Der Anreicherungsgrad des Bluts mit Sauerstoff kann dort lediglich über eine entsprechende Regulierung des Sauerstoffstromes geändert werden. Aus den erläuterten Gründen kann dies aber zu Unzuträglichkeiten führen, d. h. die Steuerung arbeitet nicht schnell genug, und trotz entsprechender Änderung der Zufuhrrate des Sauerstoffs stellt sich nicht die gewünschte Anreicherung ein.

Die US-PS 32 76 589 beschreibt eine Vorrichtung zur Sauerstoffanreicherung von Blut, mit einem zumindest teilweise lotrecht verlaufenden Anreicherungsabschnitt mit biegsamen Wänden, dem von einem unteren Einlaßendc her Blut zugeführt werden kann. Über ein oberes Einlaßende her kann dem Anreicherungsabschnitt ein Luft-Kohlendioxid-Gemisch zugeleitet werden. Es sind parallel zueinander zwei derartige Anreicherungsabschnitte vorgesehen, die jeweils von einer Ringkammer umgeben sind. Dem Ringraum kann eine Nährlösung zugeführt werden. Die Nährlösung soll über die permeablen Wände der Anreicherungsabschnitte eine Auffrischung des dort befindlichen Blutes ermöglichen. Eine Veränderung des Querschnittes der Anreicherungsabschnitte ist dort nicht beabsichtigt und wäre auch sinnlos.

Zur Konstanthaltung des Gewichts eines Patienten ist es durch die US-PS 32 28 397 bekannt, einen Kreislauf des Blutes des Patienten mit einem Schlauchabschnitt zu versehen, der von einer Druckkammer umgeben ist. Der Druck in der Druckkammer wird in einem Regelkreis derart geändert, daß der Durchfluß des Blutes im Schlauchabschnitt derart geänder* wird, daß das Gewicht des Patienten möglichst konstant bleibt. Eine Konstanthaltung des Anreicherungsgrades von Sauerstoff in Blut ist mit der dort beschriebenen Vorrichtung weder beabsichtigt noch möglich, da dieser Druckschrift kein Hinweis entnommen werden kann, einen Anreicherungsabschnitt in seinem Querschnitt so zu verändern, daß dadurch sich während einer Behandlung ändernde Parameter der Anreicherung von Blut mit Sauerstoff im Sinne einer Konstanthaltung der Sauerstoffanreicherung berücksichtigt werden.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Sauerstoffanreicherung von Blut der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß sich eine praktisch konstante Sauerstoffanreicherung des Blutes während der Behandlung ergibt.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt zumindest eines Teils des Anreicherungsabschnitts durch eine ihn umgebende, mit einer Druckleitung verbundene Druckkammer veränderbar ist.
Über die Druckkammer kann der freie Querschnitt und damit das Volumen des Anreicherungsabschnitts bzw. eines Teils des Anreicherungsabschnitts kontrolliert werden, wodurch die geschilderten Nachteile vermieden werden. Erhöht man z. B. den Druck in der

Druckkammer, so verringert sich der freie Querschnitt im Anreicherungsabschnitt entsprechend. Bei einer Verringerung des Drucks in der Druckkammer vergrößert sich der freie Querschnitt entsprechend, weil dessen Wände biegsam sind. Dadurch kann die Aufwärtsgeschwindigkeit des Bluts im Anreicherungsabschnitt relativ konstant gehalten werden. Die Durchflußrate in diesem Bereich ist somit von der Blutzufuhrrate der Vorrichtung praktisch unabhängig. Gleichzeitig kann die Sauerstoffzufuhr geändert w?rden. Es kann somit jedes gewünschte Niveau der Sauerstoffanreicherung bei schwankender Blutzufuhrrate hergestellt werden, ohne daß die unerwünschten Wirkungen einer übermäßig niedrigen Bläschenkonzentration im Sauerstoff cder in der Aufwärtsgeschwindigkeit des Bluts in diesem Bereich in Kauf genommen werden müssen.

Bevorzugte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Durch die Maßnahmen nach Anspruch 4 wird die Genauigkeit der Querschnittseinstellung de*. Sauerstoffanreicherungsbereichs weiterhin erhöht.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 und IA schematisch die wesentlichen Teile der Vorrichtung, wobei Fig. IA den unteren Teil dieser Vorrichtung zeigt;

Fig.2 schematisch eine verkleinerte Ansicht einer abgeänderten Ausführungsform zur Druckerzeugung im Anreicherungsabschnitt, wobei die gezeigte Einrichtung als Teil der Vorrichtung an den Beutel angefügt wird;

Fig.3 einen Schnitt längs 2-2 von Fig. 1 in nicht aufgeblasenem Zustand der Druckkammer;

Fig.4 einen Schnitt entsprechend der Fig. 3 in aufgeblasenem Zustand der Druckkammer bei gefülltem Anreicherungsabschnitt;

F i g. 5 und 5A eine Ansicht entsprechend F i g. 1 und F i g. 1A bei einer anderen Ausführungsform.

Zunächst sei der grundsätzliche Aufbau einer Vorrichtung anhand der Fi g. 1 und IA erläutert. Zwei Kunststoff-Folien 10,12 sind durch Schweißlinien 14,16 teilweise zusammengefügt. Zusätzliche Schweißlinien 18, 20 definieren einen Strömungsweg für Blut mit einem Anreicherungsabschnitt 22 zur Sauerstoffanreicherung des Bluts und einer Strecke 24 zur Entschäumung des Bluts. Der Anreicherungsabschnitt 22 ist in einem Arm 23 des Beutels ausgebildet. Der Arm 23 ist von einem Schlitz 25 begrenzt, der den Arm teilweise von dem übrigen Beutel trennt.

Der stromauf gerichtete Teil der Entschäumungsstrecke 24 enthält einen herkömmlichen Schwamm 26 zum Entschäumen, der z. B. aus gesponnenen Metallfäden oder porösem Kunststoff besteht und der im allgemeinen ein Entschäumungsmittel aus Organosilizium enthält. Ein zweiter Teil der Entschäumungsstrecke 24 weist eine gewundene Leitung 28 zur völligen Entfernung der Gasbläschen aus dem Blut auf. Ein Filter 30 bildet den Zugang zur Leitung 28. Das Filter 30 weist eine Führung 31 auf, die das Blut dem einen Ende der Leitung 28 zuführt. Gas wird durch Abgabeöffnungen 32, 34 abgelassen. Durch ^:'l' lasche 29 kann ein Thermometer eingeführt werden.

Durch Eingangsöffnungen 36, 38, die bis zur Benutzung auf herkömmliche Weise steril gehalten werden können, wird Blut zugeführt. Die Eingangsöffnung 36 ist mit einer Quelle venösen Bluts verbunden, die den Hauptstrom des zirkulierenden Bluts versorgt, während über die Eingangsöffnung 38 das Blut wahlweise von einer Ausgangsöffnung 40 am entgegengesetzten Ende des Strömungswegs rückgeführt werden kann.

Abdichtungen 39,41 schließen den Sirömungsweg um die Eingangs- und Ausgangsöffnungen ab. Ein röhrenförmiger Zerstäuber 42 ist am Boden des Abschnitts 22 befestigt und bewirkt eine breite Verteilung von feinen Sauerstoffbläschen in das in den Abschnitt strömende Blut. Der Zerstäuber ist tassenartig ausgebildet und besteht im allgemeinen aus Kunststoff mit einer typischen mittleren Porengröße von 90 bis 140 um. Das Innere des Zerstäubers 42 ist mit einer Sauerstoffleitung 44 in herkömmlicher Weise verbunden. Die Leitung 44 ist zwischen den Folien 10, 12 entlang der Schweißlinie 18 abgedichtet.

Eine Schweißlinie 48 ist zwischen den Folien 10 und 12 in Gestalt einer im allgemeinen U-förmigen, abgeschlossenen Kurve ausgebildet und entlang der Umrandung der Umhüllung angeordnet, so daß in dem von der Schweißlinie 48 definierten Bereich eine Kammer 50 entsteht. Eine auf herkömmliche Weise ausgebildete Füllöffnung 52 ist vorgesehen, durch die die Kammer 50 mit Druckluft oder Sauerstoff aufgeblasen bzw. dieses Gas abgelassen werden kann. Nach dem Aufblasen wird der gesamte untere Bereich des Beutels verhältnismäßig starr und eigenstabil, wodurch das Befestigen der Umhüllung an einem Rahmen vereinfacht wird. Hierzu kann ein nicht gezeigter Bügel oder eine Stange zwischen die Folien 10 und 12 horizontal über das Oberteil des Beutels durch öffnungen 54, 56 geschoben werden, um dem Beutel von oben Halt zu geben. Löcher 58 sind vorgesehen, so daß die Seitenteile der Umhüllung mit Bindfaden oder dergleichen befestigt werden können. Schweißlinien 63 verhindern den Austritt von Flüssigkeit oder Gas aus der Druckkammer 50 durch die Löcher 58.

F i g. 2 bis 4 zeigen weitere Einzelheiten der Druckkammer, mit der auf den Anreicherungsabschnitt 22 Druck ausgeübt werden kann. Hierzu ist ein zweites Paar biegsamer Kunststoff-Folien 60, 62 durch Wärmeschweißung in Gestalt einer geschlossenen Kurve verschweißt und bildet ein Paar von miteinander verbundenen Druckkammern 66, 68 aus. Die Einrichtung ist bei der Ausführungsform nach Fig.2 in Längsrichtung entlang eines Mittelstreifens 70 zwischen den Druckkammern 66, 68 zusammengefaltet, und die zusammengefaltete Einrichtung ist mit den Druckkammern 66, 68 so angeordnet, daß diese den Anreicherungsabschnitt 22 gabelartig umschließen (vgl. F i g. 3 und 4). Eine Wärmeschweißlinie 72 ist am Druckteil 59 der Ausführungsform nach Fig.2 von jeder Seite des Anreicherungsabschnitts 22 vorgesehen und verbindet das Druckteil 59 als integralen Bestandteil mit dem Beutel.

Eine Druckleitung 74 ist vorgesehen, durch die die Druckkammern 66, 68 aufgeblasen werden können, so daß der lichte Querschnitt des Anreicherungsabschnitts 22 je nach der Stärke des Drucks kontrolliert werden kann.

Fig.4 zeigt im Schnitt den Anreicherungsabschnitt 22 gefüllt mit einem Blut-Sauerstoffgemisch 65 und den Druckkammern 66, 68 in aufgeblasenem Zustand. Es ist ersichtlich, daß die Querschnittsfläche des Anreicherungsabschnitts 22 während der Operation bzw. dem Betrieb auf einfache Weise durch Aufblasen bzw. Ablassen der Druckkammern 66, 68 in gewünschter Weise gesteuert werden kann.

In F i g. 5 ist eine Vorrichtung mit einem starren Gehäuse 76 gezeigt, das im Bereich 74 des Beutels vorgesehen ist.

Wie in den bereits gezeigten Ausführungsformen sind Eintrittsöffnungen 36, 38 für Blut und eine Eintrittsöffnung 44 für Sauerstoff vorgesehen, wobei letztere zu einem nicht dargestellten Zerstäuber führt. Außerdem ist ein Anreicherungsabschnitt 22 für Sauerstoff und eine Strecke 24 zur Entschäumung vorgesehen. Nur ein Teil der gewundenen Leitung 28 ist gezeigt. Die ebenfalls vorgesehene Ausgangsöffnung 40 sowie die Einlasse 36, 38 sind alle nach der Außenseite des Gehäuses 76 gerichtet, um einen Zutritt zu diesem zu schaffen.

Eine starre Druckkammer ist im Gehäuse 76 ausgebildet, in die eine Leitung 78 führt. Ringförmige starre Halterungen 79 werden vom Gehäuse 76 getragen und halten ihrerseits einen elastischen Schlauch 80 aus Silikon-Kautschuk oder einem anderen Elastomer, welches den größten Teil des Anreicherungsabschnitts 22 ausbildet. Der elastische Schlauch 80 kann eine Vielzahl, beispielsweise drei, axial angeordnete starre Versteifungen 82 an seiner äußeren Außenfläche tragen, so daß der mittlere Bereich des Schlauches 80 eine im allgemeinen konstante Querausdehnung aufweist.

Wenn die Druckkammer unter Druck steht, wird der Durchmesser des Schlauches 80 entsprechend verringert, und zwar durch Zusammenfallen des mittleren Teils des Schlauches und Strecken von Endteilen 86, die

ίο das vom Zusammenfallen herrührende Material aufnehmen, wodurch der Anreicherungsabschnitt 22 eine verringerte Querausdehnung und ein verringertes Volumen über den größten Teil seiner Länge erhält.
Folglich können Querschnitt und Volumen des Anreicherungsabschnitts 22 durch einfache Maßnahmen je nach Bedarf eingestellt werden, indem die Druckkammer unter Druck gesetzt, bzw. dieser abgelassen wird. Es kann auch Vakuum an die Druckkammer angelegt werden, um den Anreicherungsabschnitt 22 zu erweitern, falls dies gewünscht wird.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Sauerstoffanreicherung von Blut, mit einem zumindest teilweise lotrecht verlaufenden Anreicherungsabschnitt mit biegsamen Wänden, in dem von einem unteren Einlaßende her Blut mit Sauerstoffbläschen gemischt zu einem Auslaßende strömt, sowie mit einem stromab des Anreicherungsabschnittes befindlichen Abzug für überschüssige Sauerstoffbläschen aus dem angereicherten Blut, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt zumindest eines Teils des Anreicherungsabschnittes (22) durch eine ihn umgebende, mit einer Druckleitung (74; 75) verbundene Druckkammer (66,68; 76) veränderbar ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer (66, 68) von biegsamen Kunststoffolien (60) begrenzt ist, die längs vorbestimmter Linien (54, 72) direkt oder über eine Zwischenlage aus ebenfalls biegsamen Kunststoffolien (62) mit den den Anreicherungsabschnitt (22) bildenden Wänden (10,12) verschweißt sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anreicherungsabschnitt (22) als Schlauch (80) aus biegsamem Material ausgebildet ist, der druckdicht von einem die Druckkammer (76) bildenden starren Gehäuse umgeben ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch (80) sich in Längsrichtung erstreckende Versteifungen (82) hat.