DE2320014A1 - Vorrichtung mit einer intra-aortischen blase - Google Patents

Vorrichtung mit einer intra-aortischen blase

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Description

PATENTANWÄLTE
Diving. HA'--'? RUSCHKE Dipl.-lng.-is :, A-YJLAR
BE.ία ι«·- 33
T e c η a Corporation, Emeryville / California (V.St.v.A·)
Vorrichtung mit einer intra-aortisehen Blase
Die üJrfindung betrifft eine Vorricntung mit einer intraaortischen Blase·
In den vergangenen Jahren wurden erfolgreiche Verfahren zum Unterstützen der Herztätigkeit in Lebewesen entwickelt, die ein Herzleiden aufweisen· Nach einem dieser Verfahren wird mittels eines Katheters eine mit diesem verbundene, verhältnismäßig langgestreckte und biegsame Blase in die Aorta des Lebewesens eingeführt· Durch geeignetes Ausdehnen und Zusammenziehen der Blase wird auf das Blut eine Pumpwirkung ausgeübt, die die natürliche Pumparbeit des Herzens unterstützt. Die Veränderung des Blasenvolumens wird zeitlich so abgestimmt, dass die besten Ergebnisse erzielt werden.
Obwohl dieses Verfahren wertvoll ist und in steigendem Maße angewendet wird, so bestehen jedoch immer noch einige Schwierigkeiten. Die Blase wird durch den Druck eines in der Blase enthaltenen Gases ausgedehnt und zusammengezogen. Es muss sorgfältig
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ORfGfNAL INSPECTED
darauf geachtet werden, dass dieses Gas physiologisch, zulässig ist und sich im Blut leicht auflöst. Ein mangelhaft absorbiertes Gas, wie Luft oder Helium, ist gefährlich und kann sogar tödlich sein, wenn ein Teil der Anordnung in der Aorta oder in den mit dieser verbundenen Blutgefäßen versagt und die Luft oder das Helium im Blut freisetzt« Die Druck- und Volumenänderungen der Blase müssen sorgfältig reguliert und nach einem Programm zeitlich bestimmt werden. .Eine zu starke Ausdehnung der Blase behindert oder sperrt die Aorta, so dass die Herztätigkeit behindert anstatt unterstützt wird, und ferner kann die berührte Aortawandung beschädigt werden.
Es ist zuweilen schwierig, für eine bestimmte Aorta die entsprechende Blase auszuwählen. Die Aorta ist bei den Lebewesen von Fall zu Fall verschieden groß sondern verändert auch ihre Größe von Zeit zu Zeit bei einem bestimmten Lebewesen in weitgehender Abhängigkeit vom Gesundheitszustand und dem Blutdruck. Es ist tatsächlich zuweilen notwendig, intra-aortische Blasen unterschiedlicher Größe mehrmals einzuführen und zu entfernen, wenn der Patient sich erholt. Steigt der Blutdruck des Patienten an, so kann die Weite der Aorta sich gleichfalls vergrößern.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung mit einer intra-aortischen Blase zu schaffen, bei der die Volumenänderung der Blase sehr sorgfältig reguliert werden kann, um eine im wesentlichen vorherbestimmte oder die beste Pumpwirkung zu erzielen ohne Gefahr, dass die Blase zu stark ausgedehnt wird und die Aorta verschließt.
Nachstehend wird eine Ausführungsform der Erfindung beschrieben. In der beiliegenden Zeichnung ist die
Fig.1 eine zum Teil als Schnitt gezeichnete Darstellung einer erfindungsgemäßen und tatsächlich verwendeten Vorrichtung mit einer intra-aortischen Blase,
Fig.2 ein Querschnitt nach der Linie 2-2 in der Fig.1,
Fig.3 ein Querschnitt durch einen Teil einer bei der Vorrichtung verwendeten abgeänderten Haupt- und Untereinheit und die
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Fig*4- eine der Fig.3 ähnliche Darstellung einer weiteren abgeänderten Ausführung der Haupt- und Untereinheit, die 'bei der Vorrichtung nach der Erfindung verwendet wird.
Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die besonders für die Verwendung in einer menschlichen Aorta 6 eingerichtet ist, die einen an sich bekannten, jedoch vielleicht veränderlichen Querschnitt aufweist, wird vorzugsweise ein biegsamer Katheter 7 einer anerkannten Ausführung verwendet, der durch ein Blutgefäß ohne Schwierigkeiten in die Aorta eingeführt werden kann· Das entfernte Ende 8 des Katheters ist vorzugsweise verschlossen, und der Katheter ist in der Nähe dieses Endes mit mehreren Öffnungen 9 versehen, die eine Verbindung des Innenraumes des Katheters mit dem Innenraum 11 einer Blase 12 herstellen. Die Enden der Blase werden vorzugsweise am Katheterende 8 gut befestigt sowie auch in einer Zwischenzone des Katheters, so dass die Blase selbst im wesentlichen geschlossen ist und nicht mit dem Inneren der Aorta in Verbindung steht, obwohl der Innenraum 11 der Blase mit dem Innenraum des Katheters unbehindert verbunden ist.
Der Katheter 7 wird an der Außenseite des Körpers vorzugsweise mit einer Verbindung 13 versehen, die zu einer Einrichtung führt, mit der der Druck im Katheter und in der Blase verändert werden kann, so dass die Blase 12 sich entsprechend ausdehnt und zusammenzieht» Die Erfindung sieht für diesen Zweck eine in sich abgeschlossene Anlage vor. Die Katheterverbindung 13 erstreckt sich daher bis zu einem Verbindungsstück 14 an der Kappe 16 einer Hilfsgaskammer. Diese Kappe 16 besteht aus einem kegelförmigen Körper mit einem Flansch 17 am Rand. Der Innenraum der Kappe steht über den Katheter 7 mit dem Innenraum der Blase 11 in Verbindung. Die Kammerkappe wird durch eine biegsame Membran 18 verschlossen, die dem Innenraum einer Hauptkammerkappe 21 zugewandt ist. Diese Kappe weist einen Flansch 22 auf, der an dem Flansch 17 befestigt ist. Die Membran 18 wird vorzugsweise zwischen diesen beiden Flansch eingespannt. Die Hauptkammerkappe 21 ist mit einem Fitting 23 versehen, das ein zu einer Betätigungseinrichtung 26 führendes Rohr 24· aufnimmt.
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Die Betätigungseinriclituiig besteht aus einer kraftbetriebenen Mechanik, die von einem Eingangssignal gesteuert wird, das über eine Leitung 27 entweder aus einem Zeitgeber empfangen wird oder vom Patentenselbst, beispielsweise als ein Signal aus dessem Herzen. Bei Empfang der Signale nimmt die Betätigungseinrichtung 26 über einen Einlass 28 ein Arbeitsgas auf, beispielsweise Luft, und pumpt das Gas durch das Bohr 24 in den Hauptkammerbecher 21. Hierbei wird der DruGk in der Heuptkammer 21 erhöht, der auf die Membran 18 einwirkt. Dieser kurzzeitig auftretende Überdruck verdrängt die Membran 18 in die Hilfskammer 16 hinein, bis die Membran sich an die Wandung der Hilfskammer anlegt. Hierdurch wird die Volumenänderung auf einen vorherbestimmten oder eingestellten Wert begrenzt. Hierbei ist es unwesentlich, wie hoch der Druck in der Hauptkammer 21 ansteigen kann, da die Membran nur ein bestimmtes Volumen verdrängen kann, da die Membran nach dieser Verdrängung einfach an der Wandung der Hilfskammer anliegt und von dieser abgestützt wird·
Die Verwendung atmosphärischer Luft an der Hauptkammerseite der Membran bietet insofern Sicherheit, da dieser Teil der Einrichtung sich außerhalb' des Körpers des Patienten befindet, so dass ein Bruch oder eine Leckage nicht kritisch ist. Ohne wirtschaftliche Belastung können große Volumen Luft verwendet werden.
Die Einrichtung mit der Hilfsgaskammer, dem Katheter und der Blase wird vorzugsweise verschlossen, so dass in dieser Einrichtung ein konstantes Volumen aufrechterhalten wird. In dieser Einrichtung wird entweder ein inertes Gas oder ein Gas verwendet, das physiologisch unschädlich ist, wie beispielsweise Kohlendioxid. Das Volumen ist so klein, dass die Kosten für das Gas unwesentlich sind. Falls die Blase oder der Katheter im Körper des Patienten reißt, so kann nur eine begrenzte Menge dieses Gases entweichen. Da das Gas unschädlich ist, so stellt dessen Entweichen, obwohl vielleicht unerwünscht, geine Gefahr dar.
Zum Füllen der geschlossenen Blase mit dem geeigneten Gas ist die Hilfskammer 16 mit einem Rohr 31 versehen, das zu einer Quelle 52 eines unter geringem Druck stehenden zulässigen Gases führt. In das Rohr 51 ist ein Ventil 33 eingebaut, so dass die
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Hilfskammer von der Gasquelle 32 vollständig getrennt oder an diese angeschlossen werden kann»
Im Gebrauch dieser Einrichtung erhält die Betätigungseinrichtung 26 ein Signal über die Leitung 2? und verändert den Betriebsgasdruck in der Hauptkammer 21 nach einem vorherbestimmten Programm, so dass in der Hauptkammer der Innendruck mit entsprechender Zeitgebung abwechselnd erhöht und abgesenkt wird. Hierbei wird über die ,Membran in der Hilfskammer eine entsprechende Druckschwankung erzeugt, die über das geschlossene Systea auf die Blase übertragen wird.
Bei einer Feststellung, dass das Volumen des Blasensystems kleiner wird als Folge eines Loches, der Diffusion oder ein undichten Stelle (eine geringe Leckage ist unvermeidlich), kann .das Ventil 33 kurzzeitig geöffnet werden, um die Blase oder die Hilfs~ kammer mit der erforderlichen Gasmenge wieder aufzufüllen»
Obwohl große Druckschwankungen in der Betätigungseinrichtung 26 nicht kritisch sind, so kann jedoch trotzdem der Druck in der Hauptkammer ohne weiteres überwacht werden, so dass bei einer Über- oder Unterschreitung bestimmter Werte der ordnungsgemäße Betriebsdruck wieder hergestellt werden kann.
Nach der Erfindung sind kittel vorgesehen, mit denen das Volumen des Hilgsgehäuses verändert werden kann, so dass die Blase in verschiedenen Durchmesserbereichen arbeiten kann. Es kann daher eine Erweiterung der Aorta oder eine Erhöhung des Blutdruckes berücksichtigt werden. Es ist daher durchaus möglich, in verschieden weite Aorten eine normal große Blase einzuführen und diese innerhalb eines gewünschten Größenbereichs zu betreiben, um jeweils die günstigste Pumpwirkung zu erzielen, ohne die Aorta vollständig zu schließen, d.h., es wird immer verhindert, dass die Blase mit einem großen Teil der Aortawandung in Berührung gelangt.
Wie insbesondere aus der Fig»3 zu ersehen ist, ist dia Membran 18 an der kündung der Hilfskammer 16 mittels eines Hinges 36 befestigt, der von einer Anzahl Befestigungsmittel 38 gegen einen besonderen Flansch 37 an ä.er Hilfskammer gepresst wird·
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wl^d al© Membran oiDdmu&gsgemlLB eingespannt. Der Ring mit einem Außengewinde 39 versehen, das mit einem Innengewinde 4i eines .Flansches 412 am der Hauptkammer 21 zus ammenge schraubt wird» Die Innenwandung 43 der Hauptkammei? ist so ausgestaltet, ,dass sie der Form der Membran 18 folgtm wenn diese nach einer -Richtung abgelenkt wird,
lehmen die Bauteile die im der Fig·3 dargestellte Lage ein, und liegen die Kammerteile vollständig an einander an, so kann die Membran nach zwei Eichtungen abgelenkt werden, wie in der Fig»3 mit unterbrochenen Linien dargestellt, wobei die Membran von der Wandung der einen oder der anderen Kammer fast vollstän_ dig abgestützt wird. Dieses Ausweichen der Membran erfolgt in diesem Falle im geringsten Ausmaß, so dass das Volumen nur gering verändert wird» Werden die beiden Kammer gehäuse in bezug auf einander auf den Gewinden gedreht, so wird der Abstand der "beiden Kammer gehäuse in axialer Sichtung vergrößert;. Die Membran 18 kann dann etwas weitgehender ausweichen, bevor sie mit den Wandungen der beiden Kammergehäuse in Berührung gelangt, so dass ein größeres Volumen in Bewegung gesetzt wird» Durch ein entsprechendes Drehen der beiden Kammergehäuse in bezug auf einander kann das Ausmaß des Ausweichens der Membran und damit das Volumen des immer geschlossenen, die Blase enthaltenden Strömungskreislauf verändert werden. Dies kann jederzeit durchgeführt werden, selbst wenn die Einrichtung in Betrieb ist, so dass ,Änderungen der'Aortaweite sofort kompensiert werden können, oder es kann eine Anpassung an Aorten unterschiedlicher Weite durchgeführt werden·
Da zurzeit bei den zur Verfügung stehenden'Materialien und Grasen eine geringfügige Leckage anscheinend unvermeidlich ist, so wird zuweilen die in der Fig.4 dargestellte Konstruktion vorgezogen. Diese gleicht im wesentlichen der in der Fig,3 dargestellten Konstruktion mit der Ausnahme, dass anstelle einer einzelnen Membran 18 eine zweite Membran 46 benutzt wird, die über der Membran 18 gelegen und mit dieser zusammen eingespannt ist. Außerdem ist zwischen den Händen der Membrane 18 und 46 eine Ringscheibe 47 eingelegt, die mindestens einen radialen Durchlass aufweist, der zu einem Aiaslassrohr 49 führt. Sine Leckage durch die .Membran 18 hinduroh kann daher durch das Rohr 49 direkt in
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die Umgebungsluft abgeleitet werden.
Ein solcher Gasablass wird vorzugsweise überwacht, zu welchem Zweck das Rohr 49 in dem stromauf gelegenen Teil mit einem Druckmesser 51 ausgestattet ist, wobei das Rohr so verengt werden kann, dass der Druckmesser die Menge des entweichenden Gases anzeigt.
Anstelle des Druckmessers 51 oder zusätzlich zu diesem kann eine Kammer 52 vorgesehen werden, die mit dem Rohr 49 verbunden ist und eine Scheibe 53 trägt, die mit einer Drosselöffnung 54 versehen ist· Die Kammer 52 steht mit einer Rohrleitung 56 in Verbindung, die zu einer Evakuierungsvorrichtung führt. Die an die entgegengesetzten Seiten der öffnung 54 angeschlossenen Leitungen 57 und 58 führen zu einem Sensor 59, der betätigt wird, wenn der
Druck an der Öffnung 54 zu stark absinkt. Bei Betätigung sendet der Sensor 59 zur Leitung 61 (Fig.4) ein Signal aus, das eine Betätigungseinrichtung 62 in Betrieb setzt (Fig.1). Hierbei wird die Pumpwirkung der Blase beendet und die Leitung 24 evakuiert.
Die Einrichtung legt an sich die Verwendung eines Drucksensors 63 nahe, der den aortischen Blutdruck ermittelt und eine Betätigungseinrichtung 64 in Betrieb setzt, die die Kammern 16 und 21 in bezug auf einander so bewegt, dass das von der Membran in Bewegung gesetzte Volumen dem Bludruck entsprechend selbsttätig verändert wird,
Patentansprüche
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Claims (12)

  1. Pat entansprüche
    Vorrichtung mit einer intra-aortischen Blase, deren Volumen durch einen inneren Gasdruck verändert werden kann, gekennzeichnet durch eine Kammer, deren Volumen zum Verändern des Gasdruckes verändert werden kann, durch Mittel, die zwischen der Kammer und der Blas eine Gasströmungsverbindung herstellen, und durch Mittel zum Begrenzen der Volumenänderung der genannten Kammer„
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten begrenzenden Mittel Mittel aufweisen, die das Mindestvolumen der Kammer begrenzen.
  3. 3· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten begrenzenden Mittel Mittel zum Verändern des Maximalvolumens der Kammer aufweisen.
  4. 4-, Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die aortische Blase, die genannte Kammer und das Verbindungsmittel ein gemeinsames Volumen mit einer im wesentlichen vorherbestimmten Menge einschließen.
  5. 5· Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Anfangsvolumen der Kammer und damit das genannte vorherbestimmte Volumen verändert werden kann.
  6. 6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Kammer eine Wandung aufweist, die in eine erste Stellung bewegbar ist, in der das Volumen der Kammer eine vorherbestimmte Größe aufweist, sowie in eine zweite Stellung, in der das Volumen der Hammer im wesentlichen den Wert liull aufweist.
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  7. 7· Vorrichtung nach. Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte erste Stellung in bezug auf die zweite Stellung verändert werden kann.
  8. 8· Vorrichtung mit einer intra-aortischen Blase, gekennzeichnet durch eine Hilfsgehäusekappe mit einem Hilfsgasver- > bindungsmittel, durch eine Hauptgehäusekappe mit einem Hauptgasverbindungsmittel, durch Mittel, die mindestens eine Membran einschließen, die über den Gehäusekappen gelegen ist, durch eine aortische Blase, durch ein Katheter, der an de_m einen Ende mit der Blase in Verbindung steht, und der am anderen Ende mit dem Hilfsgasverbindungsmittel verbunden ist, wobei die Blase, der Katheter und die Hilfsgehäusekappe ein bestimmtes Volumen einschließen, durch Mittel zum Zuführen eines physiologisch unbedenkliches Gas zur Hilfsgehäusekappe, durch eine Arbeitsgasquelle, durch Mittel, die das Arbeitsgas der Hauptgehäusekappe zuführen, und durch Mittel, die bei dem der Hauptgehäusekappe zugeführten Arbeitsgas periodisch eine programmierte Druckänderung bewirken.
  9. 9· Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch Mittel zum Verändern der Große des genannten eingeschlossenen Volumens.
  10. 10» Vorrichtung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Mittel eine Mechanik einschließen, mit der die genannten beiden Gehäusekappen einander genähert und von einander entfernt werden können.
  11. 11· Vorrichtung nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsgehäusekappe eine Mündung aufweist, dass über der Mündung eine Membran gelegen ist, die mit der einen Seite an der Hilfsgehäusekappe anliegt, dass an der anderen Seite der Membran ein Hing anliegt, und dass Mittel vorgesehen' sind, die den Ring gegen die Hilfsgehäusekappe drücken.
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  12. 12. Vorrichtung nach. .Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Mechanik aus einem ersten Gewinde - am genannten Ring und aus einem zweiten Gewinde an der Hauptgehäusekappe besteht, welche Gewinde mit einander verschraubt sind·
    15· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, gekennzeichnet durch eine über der erstgenannten Membran gelegene zweite Membran, und durch ein Strömungsverbindungsmittel, das mit dem Raum zwischen den Membranen in Verbindung steht.
    14· Vorrichtung nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch ein Mittel, das auf die Strömung im genannten Verbindungsmittel anspricht und genannte Druckveränderungseinrichtung steuert.
    15· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, gekennzeichnet durch Mittel zum Isolieren der Hilfsgehäusekappe von der Quelle des physiologisch unbedenklichen Gases.
    16» Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen der Blase um einen vorherbestimmten Wert zwischen einem Mindestvolumen und einem Höchstvolumen verändert werden kann, und dass das Volumen der Hilfsgehäusekappe als Folge einer Bewegung der genannten Membran um das genannte vorherbestimmte Volumen verändert wird. . .
    Ansprüche 1 bis 7> dadurch gekennzeichnet, dass in Aorta die aortische Blase eingeführt wird, dass^das Anfangsvolumen der genannten Kammer auf einen^yc5rherbestiminten Wert eingestellt wird, dass dasjferfumen der genannten Kammer im wesentlichen auf eia^n Mindestwert herabgesetzt wird, der einer VergrößerjiäigcLes Volumens der Blase entspricht, wobei in der^dige die Weite der Aorta vergrößert wird, angsvolumen der Kammer auf einen neuen Wert wird, dar größer igt als dar genanntο vorfeer-
    30 9 8 4570892
DE2320014A 1972-04-17 1973-04-16 Vorrichtung mit einer intra-aortischen blase Pending DE2320014A1 (de)

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