DE2410418A1

DE2410418A1 - Kunstherzpumpe

Info

Publication number: DE2410418A1
Application number: DE2410418A
Authority: DE
Inventors: Raul Ismael Pedroso
Original assignee: US Philips Corp
Current assignee: US Philips Corp
Priority date: 1973-03-05
Filing date: 1974-03-05
Publication date: 1974-09-19
Also published as: FR2220279A1; FR2220279B1; US3885251A; JPS5026397A; NL7402782A; CH571866A5; CA1017904A; BE811852A

Description

'' "'. PHA 2059°

North American Philips Corp. 26.2. Ji

., PHA-20.599 -, ,e._rt« 4, März 1974

"Kunstherzpumpe"

Die Erfindung betrifft eine einpflanzbare Herzpunipe zum Pumpen und Regeln des Blutdurchflusses durch eine Schlagader,, die zum Erhalt zweier angrenzender Enden durchgeschnitten werden kann, zwischen denen sich die Pumpe anbringen lässt.

Bekannte Kunstherzpumpen enthalten gewöhnlich Mechanismen zum Ersatz oder zur Unterstützung des Herzens, die eine oder mehrere Klappen enthalten» die sich, angeregt durch den Verlauf des Blutdruckes aud die Klappe, oder durch einen Impulsgeber, der kein Teil der Klappe ist, zyklisch öffnen und schlies-

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sen. In allen Herzpumpen mit Klappen in der Blutbahn bestehen Stockungspunkte im Flussweg für das Blut, d.h. es gibt einen Abschnitt des Strömungskanals, in dem ein Teil des Blutstroms längere Zeit angehalten oder, im schlimmsten Falle, in dem ein Teil des Blutstroms dauerhaft angehalten wird. In der Nähe derartiger Stockungspunkte neigt das Blut zum Koagulieren oder zum Bilden von Ablagerungen auf den angrenzenden Klappenoberflächen, was die Strömung des Blutes längs dieser Oberflächen erschwert. Derartige Butgerinnsel können sich auf die Dauer :lösen und für den Patienten fatal sein.

Ein weiterer Nachteil bei Herzunterstützungsanordnungen mit normalen Klappen besteht darin, dass einige zusammenstellende Teile des Blutes als Folge eines zu hohen Druckes, einer zu hohen Geschwindigkeit, oder durch Schiebekräfte beschädigt werden können, wenn sich die Klappe schliesst und sich der Druckabfall durch die verkleinerte Durchgangsöffnung bedeutet vergrössert.

Die Erfindung hat zum Zweck, einen Mechanismus zur Anwendung in einem menschlichen oder tierischen Körper zu schaffen, um die Blutströmung zu verbessern, wobei der Mechanismus eine derartige Struktur und Geometrie besitzt, dass die oben erwähnten Nachteile beseitigt oder wenigstens bedeutend

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herabgesetzt werden.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe ein Rohr enthält, das einen zwischen einem grössten und einem kleinsten Wert variablen Innendurchmesser hat und zwischen den durchgeschnittenen Enden einer Schlagader angebracht werden kann, um einen ununterbrochenen Durchgang für das Blut zu bilden, welches Rohr wenigstens teilweise von mindestens zwei Manschetten mit Innenhohlräumen umgeben wird, welche Manschetten in axialer Richtung hintereinander angeordnet sind, wobei jede Manschette durch Variieren ihres Durchmessers zwischen einem grössten und einem kleinsten Wert auf eine Druckänderung in ihrem Hohlraum anspricht, während weiter mindestens eine Klappe zum selektiven Verbinden einer Hochdruck- und einer Niederdruckquelle mit den Innenhohlräumen der Manschetten vorgesehen ist, infolgedessen jede Manschette periodisch (a) den kleinsten Durchmesser zum Einengen des Rohres hat, so dass es an der Stelle der erwähnten Manschette einen kleinen Innendurchmesser aufweist, und (b) einen grossen Durchmesser hat, der einen entsprechenden grossen Innendurchmesser des Rohres ermöglicht, wobei die Klappe eine vorbestimmte Reihenfolge von Einengungen und Ausdehnungen der Manschetten und dadurch des Rohres bewirkt, um das Blut in nur einer Richtung zu pumpen.

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Eine Klappe oder ein Zeitmechanismus, die bzw. der zwischen.der Druckquelle und den Manschetten angeordnet ist, steuert die Fahl der unter Druck zu setzenden Manschetten zum Ändern des Durchmessers jeder Manschette gegen den der anderen. Da diese Manschetten anliegen an und einwirken auf die Oberfläche des Pumprohres, bleiben sie vollständig ausserhalb des eigentlichen Blutstromes, wodurch eine grosse Anzahl von Nachteilen bekannter Anordnungen vermieden werden, wie nachstehend beschrieben wird. Entsprechend einer Abwandlung der Erfindung wird die Schlagader nicht durchgeschnitten, entfällt das Rohr und werden die Manschetten direkt auf der Aussenfleiche der .. __, Schlagader angebracht.

Der Pumpmechanismus nach der Erfindung bietet eine Anzahl bedeutender Vorteile in bezug auf bekannte Pumpen. Erstens gibt es im ganzen Mechanismus keine Stockungspunkte für den Blutstrom. Der Mechanismus liegt faktisch vollständig ausserhalb der Schlagader, so dass das Blut durch einen nahezu sperrungsfreien rohrförmigen Teil der Schlagader fliesst, der keine Klappen oder sonstige Hindernisse enthält, die in anderen Pumpen vorgefunden werden. Wie bereits bemerkt wurde, war dieses Stockungsproblem sehr wesentlich und seine Lösung ist eine bedeutende Verbesserung. Weiter ist der Pumpen mecha—

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nismus äusserst einfach, und billig, weil er einfache Manschetten enthält, die ihre Abmessung ändern, die aber sonst nicht bewegen und auch keinen anderen Teilen angepasst zu werden brauchen; genauso wenig besitzen sie enge Toleranzen oder Abdichtungen, Lager oder sonstige Teile, die dem Verschleiss ausgesetzt sind. Die Manschetten erfahren nur eine Ausdehnung und eine Einengung, und es bestehen zahllose Materialien eirischliesslich Metalle, Kunststoffe und Gummi, von denen nachgewiesen worden ist, dass sie Tausende oder Millionen von Zyklen durchlaufen können, ohne dass sie hierdurch nennenswert angegriffen werden oder ihre notwendigen Eigenschaften verlieren. Auch werden die Manschetten auf eine oder die andere Weise zusammen befestigt, um den gegenseitige axialen Abstand beizubehalten, so dass das Einengen einer Manschette, durch das die Blutströmung im Rohr herbeigeführt wird, immer auf die gleiche Weise mit dem Einengen und Ausdehnen der angrenzenden Manschetten koordirderrt ist. Die Anzahl der Manschetten lässt sich vergrössern, um eine konstantere Blutströmung zu gewinnen, aber es werden mindestens zwei Manschetten erfordert; drei Manschetten würden bereits, sehr gut funktionieren.

Zum Betreiben einer derartigen Pumpe ist eine Quelle mit einem Gas oder einer Arbeitsflüssig-

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keit sowohl rait hohem als auch mit niedrigem Druck erforderlich. Ein einflanzbarer .Stirling-Motor enthält einen Gasarbeitsraum und gleichfalls eine Schmierölpumpe, in denen derartige gewünschte Druckdifferenzen auftreten; dieser Gasraum oder diese ölpumpe kann über eine Klappe, die automatisch den geeigneten Druckpegel für jede Manschette wählt, direkt mit den Manschetten verbunden werden. Auch kann ein Stlrling-Jiotör oder eine andere einpflanzbare Kraftquelle einen Kompressor antreiben, dessen Kanäle für den hohen und den niedrigen Druck über eine Klappe mit den Manschetten verbunden sind. Stirling-Motoren können eine sehr lange Zeit unter Verwendung einer Wärmequelle in Form eines radioaktiven Isotops dienen, und sie brauchen keinerlei Wartung oder Nachregelung. Die Bewegung der Manschetten könnte mit der Geschwindigkeit des Kompressors und/oder des Motors oder mit einem Vielfachen oder einem Bruchteil dieser Geschwindigkeit synchronisiert werden.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein Schema eines Herzunterstützungssystems mit einer Schlagaderpumpe und einem Stirling-Motor, der einen hohen und einen niedrigen Arbeitsgasdruck liefert,

Fig. 2 ein Schema eines anderes Ausführungs-

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Beispieles, wobei ein Stirling-Motor einen Kompressor antreibt, der den hohen .lind den niedrigen Druck liefert,

Fig. 3 ein Schema eines dritten Ausführungsbeispieles, wobei eine ölpumpe in der Kurbelkammer eines Stirling-Motors den hohen und den niedrigen Druck liefert,

Fig. h eine teilweise Seitenansicht einer erfindungsgemässen Herzpumpe,

Fig. 5 einen Querschnitt gemäss der Linie 5-5 nach Fig. k,

Fig. 6 einen Querschnitt gemäss der Linie 6-6 nach Fig. 4,

Fig. 7 die Pump- und Ansaugzyklen der Anordnung nach Fig. k,

Fig. 8 ein Druck/zeitdiagramm mit den sechs Phasen eines kompletten Zyklus der Anordnung nach Fig. h, ■

Fig. 9 einen Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel mit einem zentralen Kern,

Fig. 10 einen Querschnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel mit einem zentralen Kern,

Fig. 11 eine Endansicht gemäss der Linie 11-1ⁱT-n,ach Fig. 10,

Fig. IZ einen Querschnitt gemäss der Linie 12-12 nach Fig. 10,

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Fig. 13 eine drehbare Regelkappe für das selektive Anlegen hohen, und niedrigen Druckes an die drei Manschetten in einer selektiven Reihenfolge für die Anordnung nach den Fig. 4,9 und 10.

Fig. 1 zeigt die Erfindung als ein komplettes einpflanzbares System, wobei ein Stirling-Motor 1 einen A-cbeits- oder Kompressionsraum besitzt, in dem hohe und niedrige Drücke auftreten, die an den Toren 2 bzw. 3 zur Verfugung stehen. Dies'e Tore sind mit einer Klappe 4 über Kanäle und Puffergefässe verbunden; Fig. ist die detaillierte Wiedergabe eines Ausführungsbeispieles der Klappe 4. Die Klappe führt den Manschetten 5» 6 und 7> die ein Rohr 8 _f umgeben,', der zwischen- den abgeschnittenen Enden 9 und ^^% einer Schlagader angebracht ist und als eine Kanal für den Blutstrom dient, selektiv hohe und niedrige Drücke zu; die Klappe 4 wird mit Hilfe einer Verbindung 4· mit dem Motor gesteuert. Die Manschetten und das Rohr β bilden zusammen eine Pumpe 10. die das Blut in Richtung der Pfeile pumpt. Die Wirkungsweise der Pumpe 10 und der Klappe 4 wird nachstehend in Einzelheiten beschrieben; die Wirkungsweise eines Stirling-Motors ist aus zahlreichen Veröffentlichungen, wie den USA Patentschriften 3.443.079, 2.885.855, 3.318.089 und 3.318.IOO bekannt.

Fig. 2 zeigt schematisch eine Abwandlung

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der Fig. 1, wobei entsprechende Komponente mit den
gleichen, aber angepassten Bezugsziffern angedeutet sind, z.B. 1a statt 3. Ein Stirling-Motor 1a enthält einen mechanischen oder hydraulischen Leistungsausgang 1b, der einen Kompressor Ic antreibt, der eine Niederdruckverbindung 3a, die über ein Puffergefäss 3b mit Klappe 4a verbunden ist, und eine Hochdruckverbindung 2a enthält, die gleichfalls mit der Klappe 4a über ein Puffergefäss Id zum Speichern von Gas
oder Flüssigkeit unter Hochdruck verbunden ist. Die Klappe 4a führt automatisch den Manschetten 5a, 6a
und 7a, die um das Rohr 8a der Pumpe 10a angebracht sind, Gas oder Flüssigkeit zu.

Fig. 3 zeigt eine dritte Abwandlung, wobei das Herzunterstützungssystem eine Schmierölpumpe 1e in der Kurbelkammer 1f eines Stirling-Motors 1g enthält. Einem Hochdruckpuffergefäss 3c wird-unter hohem Druck öl zugeführt, das danach an die Regelklappe 4b für die Manschetten 5b, 6b und 7b gelangt. Ein Expansionsteil in Form eines federbelastenden Balgens kann im Puffergefäss angebracht werden (Fig. 3a),
um dafür zu sorgen, dass im Gefäss ein im allgemeinen konstanter Druck aufrechterhalten bleibt, wenn die
Klappe 4a geöffnet wird, so dass die Flüssigkeit
aus dem Gefäss herausfliesst. Der mit Federkraft
oder Gasdruck vorbelastete Balgen im Gefäss hält

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den ölzufuhrdruck nahezu konstant. Wenn ein Stirling-Motor zum direkten oder indirekten Liefern hohen· oder niedrigen Druckes angewandt wird, eignet sich eine Kapsel mit einem radioaktiven Isotop zum Liefern der für den Motorbetrieb mit langer Dauer erforderliche Wärme.

Fig. h zeigt einige weitere Einzelheiten der Pumpe 10 nach Fig. 1, in der ein Rohr von drei Manschetten 11, 12 und 13 umschlossen ist. Das Blut fliesst von links nach rechts gemäss der Pfeilspitze i4 und das Rohr hat einen ungestörten Nenndurchmes— ser d.j und einen verkleinerten Durchmesser d , der durch das Verkleinern des Durchmessers der Manschetten verursacht wird. Fig. 5 zeigt das Rohr 10c und die Manschette 11 im ausgedehnten Zustand; Fig. 6 zeigt das Rohr und die Manschette 13 im eingeengten Zustand. Jede Manschette befindet sich normalerweise im eingeengten Zustand gemaass Fig. 6, und dehnt sich aus, wenn ein Flüssigkeitsdruck, der auf den inneren Hohlraum der Manschette ausgeübt wird, angelegt wird, wonach sich die Manschette gemäss Fig. 5 ausdehnt.

Die Wirkungsweise der Pumpanordnung enthält sechs Phasen gemäss der symbolischen Darstellung in Fig. 7 und der Diagrammform in Fig. 8. Fig. 8 zeigt ein Diagramm, in dem horizontal die Zeit T und ver-

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tikal der Druck P in den Manschetten 11, 12 und 13 eingetragen ist. P schwankt zwischen einem höchsten Wert H und einem·niedrigsten Wert L. Während der Phase Fl nach Fig. 7 dehnt sich die ersten Manschette 11, während die zweite und die dritte Manschette 12 bzw. 13 eingeengt sind; dies entspricht dem Diagramm nach Fig. 8, das zeigt, dass die Manschette 11 unter hohem Druck steht, d.h. dass sich diese Manschette im ausgedehnten Zustand befindet, so dass das Blut den von der Manschette umschlossenen Raum füllen kann; dies im Gegensatz zu den Manschetten 12 und 13, die, wie es sich herausstellt, unter niedrigem Druck stehen, so dass sie eingeengt sind, was einen grösseren Widerstand für den Blutstrom ergibt. In der Phase F2 nach Fig. 7 haben sich die ersten zwei Manschetten 11 und 12 ausgedehnt, während die dritte Manschette 13 eingeengt bleibt; dies zeigt gleichfalls die Phase F2 nach Fig. 8, während welcher die Manschetten 11 und 12 unter einem hohen Flüssigkeitsdruck stehen, während die Manschetten 13 immer noch unter einem niedrigen Druck steht. In der Phase F3 nach Fig. 7 sind alle drei Manschetten einem hohen Flüssigkeitsdruck ausgesetzt, so dass sich alle drei Teile ausgedehnt haben. Dies entspricht der Phase F3 nach Fig. 8, aus der hervorgeht, dass alle drei Manschetten 11, 12 und 13 unter hohem Druck stehen.

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O / 1 Π / 1 Q ^PHA ²°59.

Lk I IM I ö 26.2.7^

In der Phase F4 nach. Fig. 7 ist der erste Teil des Rohres unter einem entsprechenden Einfluss der Manschette 11 eingeengt; Fig 8 zeigt das entsprechende Diagramm, in dem nur die Manschette 11 eingeengt ist, während die Manschetten V. und 13 in ausgedehntem Zustand bleiben, d.h. sie sind einem hohen Flüssigkeitsdruck ausgesetzt. In der Phase F5 zeigt es sich, dass die erste Manschette 11 eingeengt bleibt und dass auch die zweite Manschette 12 eingeengt ist, so dass das Blut vorwiegend in Richtung der Pfeilspitze nach rechts durch den rechten Rohrteil hingestaut wird. In der Phase F6 sind alle Manschetten eingeengt, so dass Blut vorwiegend weiter aus dem Rohr herausgepresst wird, während die ersten zwei geschlossenen Teile gewissermassen das Zurückfliessen des Blutes verhindern. Der Zyklus fängt dann wiederum mit der Phase FI an, in der der linke Röhrteil geöffnet ist, während die übrigen Rohrteile geschlossen bleiben. Blut kann dann in den linken Teil einströmen, während es nahezu verhindert wird, dass Blut aus den übrigen Teilen zurückfHessen kann. Danach wird der mittlere Rohrteil geöffnet, wodurch mehr Blut nach rechts in die Pumpe eintreten kann und faktisch das Blut angesaugt wird, weil dabei unter dem Einfluss einer Federkraft der mittlere Teil aufgeht, so dass sich darin ein teilweises Vakuum bildet. Schliesslich

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sind in der Phase F3 alle drei Teile wieder geöffnet. In der Phase F4 wird der erste Teil wieder geschlossen, wodurch das Blut vorwiegend nach rechts in Richtung der Pfeilspitzen nach Fig. 7 gestaut wird.

Die Figuren 7 und 8 veranschaulichen die pumpende Wirkung, die aus einem Ansaugzyklus A in den Phasen F1, F2 und F3 und aus einem Pumpzyklus B in den Phasen Fh, F5 und F6 besteht. Der Gebrauch von nur zwei Manschetten wäre möglich, aber der nützliche Effekt der Pumpe würde dabei bedeutend geringer sein.

Fig. 9 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel nach der Erfindung, das dem Beispiel nach Fig. k ähnelt, aber in geänderter Form. Die Pumpanordnung 15 ist in einem Gehäuse 16 mit einem Rohr 17 angeordnet, das hierin axial angeordnet ist. Die ganze Pumpanordnung kann entlang den Linien 18 * und 19' mit den durchgeschnittenen Enden 18 und 19 einer Schlagader verbunden werden. Die drei Manschetten zum Erhalt der pumpenden Wirkung sind mit 20, 21 und 22 angedeutet; jede Manschette ist mit einem Tor 20', 21' und 22· verbunden, durch das Gas oder Flüssigkeit unter Druck an die Manschetten gelangt, um sie auf die bereits beschriebene Weise ausdehnen zu lassen.

Ein bedeutender Unterschied im Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 in bezug auf das nach Fig. h ist

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ein zentraler Kern 23» der in der Mitte des Rohres .(oder ungefähr in der Mitte) fest angeordnet ist; Fig. 11 zeigt stromlinienförmige Platten 29 am Eingang und am Ausgang des Rohres zum.Unterstützen des Kernes. Zeichnungsgemäss engt die Msnschette 2O das flexible.Rohr 17 ein, bis es sich vollständig oder nahezu vollständig um den Kern 23 geschlossen hat; wenn die Manschette 21 danach geschlossen wird, wird Flüssigkeit nach rechts vorbei der Manschette 22 gepresst. Es wird deutlich sein, dass, durch das Vorf handensein des Kernes, das eingeengte Rohr nahezu den ganzen Blutstrom unterbrechen kann, was ein deutlicher Unterschied in bezug auf das vorangehende Ausführungsbeispiel ist, das keinen Kern enthält und worin die Einengung der ersten Manschette nur eine Verringerung des Stromes ergibt, wobei selbstver-r ständlich ein bedeutendes Rückwärtsleeken auftritt, weil der Durchgang im Rohr geöffnet bleibt. Die Pumpe für Fig. 9 kann als eine Einheit in den Körper eingepflanzt werden, und ihre zwei Enden können mit der durchgeschnxttenen Schlagader bei den Punkten 19 und 18 verbunden werden, während die Tore 20', 21' und 22' an Druckquellen angeschlossen werden können, wie später beschrieben wird.

Fig. 10 ist eine detaillierte Wiedergabe eines Ausführungsbeispieles nach Figl 9· Die Man-

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schetten 24, 25 und 2.6 sind als schraubgewindeförmig gewickelte Hohlrohrelemente gebildet und je mit einem Toi- 30 verbunden,' durch das Flüssigkeit oder Gas unter Druck hindurangeführt wird. Der zentrale Kern 27 muss in der Mitte des Rohres 28' unterstützt werden, was mit Hilfe von Platten 29 entsprechend Eg. 11 erreicht wird, die eine Ansicht des rechten Endes nach Fig. 10 zeigt. Die Platten sind dünn und stromlinienförmig und vertreten ein minimales Hindernis für den Blut— strom im ringförmigen Raum 29' um den zentralen Kern im Rohr 28. Fig. 12 zeigt weiter einen Querschnitt durch das Tor 30 für das Erregen einer Manschette 24.

Bei allen obigen Pumpen muss sowohl ein hoher als auch ein niedriger Druck in der richtigen Reihenfolge an die verschiedenen Manschetten angelegt werden. Dies lässt sich mit Hilfe eines Kompressors oder mit anderen Mitteln zum Entwickeln eines hohen und eines niedrigen Druckes in einer Flüssigkeit oder in einem Gas, und mit einer Klappe, wie die rotierende Klappe nach Fig. 13» die den Gasoder Flüssigkeitsstrom der gewünschten Manschette zuleitet, erzielen. Diese Klappe ist mit Austrittsöffnungen P₁ P₁ P„ versehen, die mit den Manschetten 24, 25 bzw. 26 nach Fig. 10 oder mit drei Manschetten eines anderen Ausführungsbeispieles verbunden sind; die Klappe enthält gleichfalls einen

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Niederdruckeintritt Ρ_τ und einen Hochdruckeintritt P Nach Fig. 10 ist z.B. während der Phase Fl ein hoher Druck auf die Manschette 24 und ein niedriger Druck auf die Manschetten 25 und 2.6 erforderlich. Der innere Rotor ermöglicht es, den Hochdruckeintritt P mit dem

Austritt P₁ und den Niederdruckeintritt P_T mit den Aus-1 -L»

.trittsoffnungen P₂ und P„ zu verbinden.

Die Austrittsöffnungen sind derart auf dem Umfang des Gehäuses der Klappe angeordnet, dass durch die Drehung des Rotors die richtigen Austrittsöffnungen zum richtigen Zeitpunkt geöffnet werden, um eine zyklische Druckschwankung für die drei oder irgend eine andere gewählte Anzahl Manschetten nach den Figuren und 8 zu schaffen.

Es sei bemerkt, dass das in den Pumpen

angewandte Rohr vorzugsweise elastisch sein muss, so dass es ihre offene Form beibehält; dies verhindert eine direkte nach aussen gerichtete radiale Zugkraft zwischen der Manschette und dem Rohr. Weiter bildet jede Manschette ein elastisches Element, das bei einem niedrigen Erregerdruck ihre eingeengte Form beibehalten will. Wenn eine Manschette erregt wird, weil in ihrem Innenhohlraum ein Druck ausgeübt wird, so dass sich die erwähnte Manschette ausdehnt, dehnt sich der Teil des Rohres, der an die Manschette grenzt. durch seine eigene Federwirkung von selbst aus. Es

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wäre selbstverstandlxch möglich, diese Eigenschaften derart umzukehren, dass sich die Manschette normal im ausgedehnten Zustand befindet und das durch das Anlegen eines Flüssigkeitsdruckes die Manschette einengt; das von den Manschetten umschlossene Rohr wäre dabei normal auch offen und würde durch seine Federkraft in diesem Zustand bleiben; wenn dann der Druck auf die Manschette z.B. verringert wird, wurden sich die Manschette und das darin eingefasste Rohr automatisch öffnen, bis sie ihren vollständigen Durchmesser zurückbekommen haben.

Das Aufgehen des ersten und des zweiten Teiles, wobei der dritte Teil geschlossen bleibt, stellt die Ansaugphase der Anordnung dar, weil die Manschette einen grösseren Volumen und gleichfalls ein teilweises Vakuum bewirkt, so dass das Blut hauptsächlich in der Pumprichtung in diese offenen Teile fliesst; in späteren Phasen des Zyklus wird das Blut hauptsächlich in der gleichen Richtung herausgepumpt.

Wenn für die Druckbelastung der Manschetten statt einer Flüssigkeit ein Gas verwendet wird, würde die Anwendung trockener Reibungsabdichtungen (aus einem Kunststoff hergestellt, der unter dem Warenzeichen RuIon verkauft wird) im Klappenmechanismus erforderlich sein können. Wenn jedoch für die "Erregerflüssigkeit öl verwendet wird, sind die Abdichtungs-

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•anforderungen bedeutend niedriger; Metallflächen, die sich dicht beieinander bewegen, wurden die Abdichtungsfunktion gehörig erfüllen können. Die Klappe nach Fig. 13 kann derart entworfen werden, dass sie den Strom zu jeder beliebigen Anzahl Manschetten regeln kann, in dem Sinne, dass der Durchmesser der Klappe grosser sein wird, je nachdem die Anzahl der Strömungsverbindungen grosser ist. Im allgemeinen kann gestellt werden, dass, wenn die Pumpe "N" Manschetten enthält, es "N" Strömungsaustrittsoffnungen gibt, und dass der Winkel "Q" in der Klappe nach Fig. 13 /T/N radial beträgt. ¥enn das Rohr durch eine oder mehrere Manschetten eingeengt wird, können im eingeengten Teil Falten entstehen; diese körinen durch axiales Fixieren der Rohrenden vermieden werden; der eingeengte Teil des Rohres wird dabei in der Längsrichtung gedehnt, so dass es nicht komprimiert oder gebogen werden kann.

Die in den Zeichnungen dargestellten Strukturen sind nur bevorzugte Ausführungsformen zum Verwirklichen der Erfindung, Diese Strukturen dienen nur zur Veranschaulichung der Erfindung und beschränken sich auf keinerlei Weise auf ihre Konfiguration.

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE:

1J Einpflanzbare Herzpumpe zum Pumpen und Regeln des Blutdurchflusses durch eine Schlagader, die zum Erhalt zweier angrenzender Enden durchgeschnitten werden kann, zwischen denen sich die Pumpe anbringen lässt, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe ein Rohr enthält, das einen zwischen einem grössten und einem kleinsten Wert variablen Innendurchmesser hat und zwischen den durchgeschnittenen Enden einer Schlagader angebracht werden kann, um einen ununterbrochenen Durchgang für das Blut zu bilden, welches Rohr wenigstens teilweise von mindestens zwei Manschetten • mit Innenhohlräumen umgeben wird, welche Manschetten in axialer Richtung hintereinander angeordnet sind, wobei jede Manschette durch Variieren ihres Durchmessers zwischen einem grössten und einem kleinsten Wert auf eine Druckänderung in ihrem Innenhohlraum anspricht, während weiter mindestens eine Klappe zum selektiven Verbinden einer Hochdruck- und einer Niederdruckquelle mit den Innenhohlräumen der Manschetten vorgesehen ist, infolgedessen jede Manschette periodisch (a) den kleinsten Durchmesser zum Einengen des Rohres hat, so dass es an der Stelle der erwähnten Manschette einen kleinen Innendurchmesser aufweist, und (b) einen grossen Durchmesser hat, der einen entsprechenden grossen Innendurchmesser des Rohres ermög-

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licht, wobei die Klappe eine vorbestimmte Reihenfolge von Einengungen und Ausdehnungen der Manschetten und dadurch des Rohres bewirkt, um das Blut in nur einer Richtung zu pumpen.
2. Herzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass weiter ein einpflanzbarer Stirling-Motor mit einer Wärmequelle zum Betreiben des Motors vorgesehen ist, wobei sich im Motor ein Arbeitsraum befindet, in dem Arbeitsgas eine zyklische Druckschwankung zwischen hoch und niedrig erfährt, und wobei Verbindungsmittel für die Zufuhr des Hochdruck- und Niederdruckgases an die erwähnte Klappe vorgesehen sind.
3. ,Herzpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Anordnung weiter eine Hochdruck-Pufferkammer und eine Niederdruck-Pufferkammer zum Speichern einer Menge des Hochdruck- bzw. des Niederdruckgases vorgesehen sind, wobei beide Kammern zwischen der Klappe und der Hochdruck- und Niederdruckgasquelle angeordnet sind, und wobei jede Pufferkammer Gas mit einem nahezu konstanten Druck liefern kann.
4. Herzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung ebenfalls einen einpflanzbaren Stirling-Motor mit einer Wärmequelle zum Betreiben des Motors und eine Schmierölpumpe in der

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Kurbelkammer des Motors zum Zuführen von öl unter Druck enthält, wobei im Innern der Kurbelkammer ein Druck
herrscht, der niedriger ist als der ölpumpdruck, wobei als Hochdruckquelle das 01 in der Schmierölpumpe und als Niederdruckquelle das öl im Innern der Kurbelkammer dient.
5· Herzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass weiter ein einpflanzbarer Stirling-Motor mit einer Wärmequelle zum Betreiben des Motors und einem mechanischen Leistungsausgang dea Motors
vorgesehen ist, wobei die Anordnung weiter einen vom erwähnten Leistungsausgang angetriebenen Kompressor
enthält, der mit einem Hochdruckaustritt und einem
Niederdruckaustritt versehen ist, die die Hochdruck- und die Niederdruckquelle bilden, welche Austrittsöffnungen über eine Hochdruck- und einen Niederdruckpufferkammer mit der erwähnten Klappe verbunden sind.
6. Herzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass drei Manschetten vorgesehen sind, und zwar in axialer Richtung eine stromaufwärts gerichtete, eine zentrale und eine stromabwärts gerichtete
Manschette, wobei die Klappe den erwähnten Manschetten den erwähnten Hochdruck und Niederdruck zuführt, um entsprechend nächstehaxletn Schema periodisch sechs
Phasen des Rohrinnendurchmessers zu schaffen:

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ROHRINNENDURCHMESSER

PHASE STROMAUFWÄRTS ZENTRAL STROMABWÄRTS ¹Y gross klein klein ^F2 gross gross klein ^F3 gross gross gross ^F4 klein gross gr ο s s ^F5 klein klein gross ^F6 klein klein klein
7. Herzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Manschette aus einem rohrförmigen Element besteht, das schraubengewindeförmig um das Pumprohr gewickelt ist und dessen 'Inneres den Innenhohlraum der Manschette bildet und mit mit nur einer Eintritts-/Austrittsoffnung versehen ist, welches rohrförmige Element einen Querschnitt hat, der normalerweise klein ist und durch Zufuhr von Gas oder Flüssigkeit unter hohem Druck an die erwähnte Eintritts-/Austrittsöffnung vergrössert werden kann, wobei die Wand des rohrförmigen Elements elastisch ist, so dass es seinen normalen kleinen Querschnitt wieder annimmt, wenn Flüssigkeit oder Gas mit niedrigem Druck ankömmt.
8. Herzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Rohrinnern ein Kern" befestigt ist, der durch einen Stab gebildet wird, wobei durch Ein—

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engung jeder Manschette die Innenfläche des von der Manschette umschlossenen Rohrteiles dicht an den erwähnten Kern gepresst wird, so dass der Stromfluss des Blutes durch den erwähnten Teil gesperrt wird.
9. Herzpumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Manschetten über eine axiale Länge erstrecken, die ungefähr gleich der Kernlänge ist, während die Anordnung weiter Platten zum Fixieren jedes Kernendes in bezug auf das Rohr enthält.

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