DE2617208A1 - Waermetauscher fuer kuenstliche herz- und lungenmaschinen - Google Patents

Description

TER MEER - MÜLLER - STEINMEISTER

D-8000 München 22 D-4800 Bielefeld

Triftstraße 4 Siekerwali 7

FP76-2o-Ger
St/sc

20. April 1976

Japan Medical Supply Co., Ltd.

12-17, Kakomachi

Hiroshima-shi, Hiroshima-ken, Japan

Wärmetauscher für künstliche Herz- und Lungenmaschinen

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher für künstliche Herz- und Lungenmaschinen gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Beim Umwälzen des Blutes eines Patienten durch eine künstliche Herz- und Lungenmaschine bei einer Herzoperation fällt die Temperatur des Blutes im allgemeinen ab, während das Blut durch das Leitungssystem außerhalb des Körpers des Patienten umläuft, da die Temperatur in dem Operationssaal niedriger ist als die Körpertemperatur des Patienten. Zum Aufheizen des Blutes in den Bereich der Körpertemperatur und zum Rückführen des Blutes in den Körper des Patienten

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ist daher ein Wärmetauscher von wesentlicher Bedeutung.

Als Wärmetauscher zur Verwendung im Zusammenhang mit künstlichen Herz- und Lungenmaschinen sind bisher zwei Typen verwendet worden. Bei dem einem Typ ist eine Länge einer Blutleitungsröhre innerhalb eines rohförmigen Mantels vorgesehen, und bei dem anderen Typ befindet sich eine schraubenförmige Blutleitungsröhre innerhalb eines rohrförmigen Mantels, in den ein Heizmedium zum Erwärmen des Blutes eingeleitet wird. Diese Einrichtungen sind jedoch deshalb nachteilig, weil die Oberfläche, über die das Blut die Wärme von dem Heizmedium aufnimmt, klein ist, so daß der erzielbare Wärmeaustausch gering ist. Aus diesem Grunde ist durch die japanische Gebrauchsmusteranmeldung Nr. 119 356/1947 der Anmelderin vorgeschlagen worden, eine große Anzahl von länglichen Rohren parallel zueinander innerhalb eines rohrförmigen Mantels anzuordnen, um den Wärmeaustausch zu verbessern. Bei dieser Vorrichtung ergibt sich ein hoher Wärmeaustausch, da die Oberfläche, über die das Blut die Wärme aus dem Heizmedium aufnimmt, groß ist. Die Vorrichtung hat sich auch in der Praxis bewährt. Ihr fehlt jedoch eine Einrichtung zum Entfernen von Luftblasen, die sich in dem Blut bilden.

Bei künstlichen Herz- und Lungenmaschinen ist es notwendig, eine gewisse Menge Sauerstoff zu dem durch die Maschinen hindurchströmenden Blut durch Einsprühen hinzuzugeben. Daher dehnt sich der Sauerstoff in dem mit Sauerstoff übersättigten Blut beim Durchlaufen des . Wärmetauschers durch Erwärmung aus, sd daß Sauerstoffblasen entstehen. Herkömmliche Vorrichtungen haben den

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Nachteil, daß sie keine Einrichtung zum Entfernen der Luftblasen aufweisen,so daß e&unerlässlich ist, das der Arzt während der Operation häufig die Luftblasen entfernt. Dadurch wird die Operation erschwert.

Die Erfindung ist daher darauf gerichtet, einen Wärmetauscher zur Verwendung im Zusammenhang mit künstlichen Herz- und Lungenmaschxnen zu schaffen, der neben einem verbessertem Wärmeaustausch die Möglichkeit bietet, die während der Operation in dem Blut gebildeten Luftblasen zu entfernen.

Der erfindungsgemäße Wärmetauscher umfaßt eine große Anzahl von Rohren, durch die das Blut hindurchströmt und die parallel innerhalb eines rohrförmigen Mantels angeordnet sind, und der Raum auf der Seite des Auslasses zur Aufnahme des Blutes ist in eine innere Kammer und eine äußere Kammer durch eine Trennplatte unterteilt, so daß das Blut zunächst in der innere Kammmer zur Abgabe der Luftblasen gesammelt wird und sodann ohne Luftblasen in die äußere Kammer übergeht, von der aus es an den Patienten zurückgeführt wird. Die Erfindung ergibt sich im einzelnen aus dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches.

Die Erfindung bietet den Vorteil, daß sie einerseits einen guten Wärmeaustausch ermöglicht und es anderseits gestattet, den übersättigten Sauerstoff in Form von Luftblasen in dem Blut im wesentlichen zu entfernen. Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß der Wärmetauscher als einfach aufgebauter Wegwerfartikel hergestellt werden kann,so daß sich der bei herkömmlichen Einrichtungen anfallende erhebliche Arbeitsaufwand zum Spülen, demontieren und montieren, sterilisieren u.s.w. bei dem jeweiligen wiederholten Gebrauch erübrigt.

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Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Die einzige Figur zeigt eine teilweise aufgeschnittene, perspektivische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wärmetauschers.

In der Zeichnung ist mit der Bezugsziffer 2 ein rohrförmiger Mantel bezeichnet, der aus synthetischem Harz wie Acrylharz besteht. Der rohrförmige Mantel ist vorzugsweise aus transparentem synthetischem Harz hergestellt, jedoch ist dieses nicht notwendig. Der rohrförmige Mantel kann auch aus Metall oder Glas u.s.w. bestehen.

Innerhalb des rohrförmigen Mantels 2 ist eine große Anzahl paralleler,länglicher Rohre 4 angeordnet, durch die das Blut hindurchströmt. Das Bündel der länglichen Rohre 4·, die parallel zu dem rohrförmigen Mantel angeordnet sind, ist an beiden Enden durch Halteplatten 6 festgelegt.Die länglichen Rohre 4 bestehen vorzugsweise aus Metall wie nichtrostendem Stahl u.s.w., können jedoch auch aus anderen Materialien bestehen. Es kann auch ein synthetischesHarz mit guter Verarbeitbarkeit verwendet werden, das nicht mit dem Blut reagiert.

Die Bezugsziffer 8 bezieht sich auf einen Einlass für ein Heizmedium, das in den rohrförmigen Mantel 2 einströmt und das Blut erwärmt, das durch die länglichen Rohre 4 fließt und sodann durch einen Auslaß

10 austritt. Die beiden Halteplatten 6 können in einem Stück mit dem rohrförmigen Mantel 2 ausgebildet oder getrennt hergestellt und sodann mit dem Mantel verklebt sein. In der dargestellten Ausführungsform weisen die Halteplatten 6 Gewindegänge auf der

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äußeren Umfangsfläche auf, in die Gewinde aus den inneren Oberflächen von Kappen 12 und T4 eingreifen, die an beiden Enden vorgesehen sind. Es ist wesentlich, daß zwischen den Halteplatten 6 und den Kappen 12 und eine luftdichte Abdichtung besteht, damit ein Blutaustritt zwischen diesen verhindert wird. Zur Aufrechterhaltung der flüssigkeitsdichten Abdichtung können Dichtungen,wie etwa O-Ringe etc. zwischen den Halteplatten und den Kappen vorgesehen sein. Derartige Dichtungen sind in der Zeichnung nicht dargestellt.

Die Klappe 12 weist einen Einlaß 16 für Blut auf Die Klappe 14 ist mit einem Auslaß 18 und einem Austritt 2o für Luftblasen versehen. Die Klappe 14 auf der Auslaßseite weist einen Innenraum auf, der durch eine ringförmige Trennplatte 22 in eine innere Kammer

24 und eine äußere Kammer 26 unterteilt ist. Ein geeigneter Abstand 28 befindet sich zwischen der ringförmigen Trennplatte 22 und der Halteplatte 6 , so daß das Blut aus der inneren Kammer 24 in die äußere Kammer 26 strömen kann. Ein Ende eines Gummischlauches ist mit dem Austritt 20 für Luftblasen verbunden. Das andere Ende dieses nicht gezeigten Gummischlauches ist geschlossen.

Das Blut strömt durch den Einlaß 16 in die länglichen Rohre 4 . Das Heizmedium fließt durch den Einlaß in den rohrförmigen Mantel 2, so daß ein Wärmeaustausch in den länglichen Rohren 4 eintritt, und strömt sodann durch den Auslaß 1o aus. Im praktischem Gebrauch befindet sich der Austritt 20 des Wärmetauschers in der oberen Position. Das Blut, das durch die länglichen Rohre 4 fließt, tritt in Wärmeaustausch mit dem Heizmedium, das durch den Mantel strömt und gelangt sodann in die innere Kammer 24 innerhalb der Kappe 14 auf der Auslaßseite. Der übersättigte Sauerstoff in dem Blut wird in Luftblasen umgewandelt und tritt durch den Austritt 20 in den nicht gezeigtem Gummischlauch aus, da

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sich der Austritt 2o in der oberen Position befindet. Auf diese Weise kann der Sauerstoff in Luftblasen umgewandelt und aus dem Blut, das durch den Wärmetauscher hindurchströmt, entfernt werden. Da das andere Ende des Gummischlauches, wie bereits erwähnt wurde, geschlossen ist, sammeln sich die Luftblasen innerhalb des Gummischlauches. Folglich wird das Blut durch die gesammelten Luftblasen nach unten gedrückt, so daß es durch den Abstand 28 zwischen der ringförmigen Trennplatte 22 und der Halteplatte 6 hindurch frei von Luftblasen aus der inneren Kammer 24 in die äußere Kammer 26 gelangt. Das Blut strömt sodann aus der äußeren Kammer26 durch den Auslaß 18 aus.

- Patentansprüche -

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Leerseite

Claims (3)

1. O Cv Λ "7 O Π ί)

   Patentansprüche

   Wärmetauscher für künstliche Herz-und Lungenmaschinen mit einem rohrförmigen Mantel mit einem Einlass und einem Auslass für ein Heizmedium, einer großen Anzahl von länglichen Rohren, die parallel zur Achse des Mantels innerhalb des Mantels angeordnet sind, und zwei Halteplatten an beiden Enden des Mantels zur Aufnahme der Rohre innerhalb des Mantels, gekennzeichnet durch eine Kappe (12) an der Einlaßseite mit einem Einlaß (16) für Blut, die an einem Ende des Mantels befestigt ist, eine Kappe (14) an der Auslaßseite mit einem Auslaß (18) für Blut, die an der anderen Seite des Mantels (2) befestigt ist, einen Austritt (20) für Luftblasen in der Kappe (14) an der Auslaßseite, eine ringförmige Trennplatte (22) innerhalb dieser Kappe zur Unterteilung des Innenraums der Kappe in eine innere Kammer (24) und eine äußere Kammer (26), und eine Einrichtung zum Sammeln des Blutes in der inneren Kammer (24)und zum Entfernen der Luftblasen durch den Austritt (20) und zum anschließenden Überführen des Blutes in die äußere Kammer (2 6) und durch den Auslaß (18).
2. 2. Wärmetausch Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Trennplatte (22) und die Halteplatte (6) einen Abstand zur Bildung eines Blutdurchlasses bilden, und daß ein Gummischlauch, dessen freies Ende geschlossen ist, mit dem Austritt (2o) für die Luftblasen verbunden ist.
3. 3. Wärmetausch Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Mantel (2) aus durchsxchtigem synthetischem Harz besteht, und da3 die länglichen Rohre (4) aus Metall hergestellt sind.

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