DE2814705A1

DE2814705A1 - Blutpumpe

Info

Publication number: DE2814705A1
Application number: DE19782814705
Authority: DE
Inventors: Michael Lyne Rishton
Original assignee: Avco Corp
Current assignee: Kontron Inc
Priority date: 1977-04-15
Filing date: 1978-04-03
Publication date: 1978-10-19
Also published as: IL54427A; IT1095864B; FR2387041B1; IT7822162A0; FR2387041A1; NL7803529A; US4116589A; IL54427A0; GB1551808A; CH618609A5; JPS53129495A; CA1124152A

Description

Avco Corporation, 1275 King Street, Greenwich, Connecticut, Vo St. Ao

Blutpumpe

Die Erfindung betrifft eine Blutpumpe.

Bei Operationen am offenen Herzen oder in Fällen, in denen die Kreislauffunktion eines fehlerhaften Hermens unterstützt werden soll, wird Blut aus dem Körper eines Patienten bei einem geringen Druck entnommen und unter hohen Druck in das Arteriensystem gepumpt. Sehr häufig werden Teile des normalen Kreislaufsystems auf diese Weise umgeleitet, um eine Chirurgie an den betroffenen Teilen oder Organen, wie z.B. dem Herzen selbst, zu ermöglichen. Typischerweise wird dies in erster Linie durch Verwendung einer Rollenpumpe erreicht» Die Eigenschaften einer Rollenpumpe sind derart, daß fortschreitend eine langgestreckte Länge eines Rohres, das als Leitung für den Blutstrom dient, durch Verwendung mehrerer Rollen zusammengepreßt wird, die rollend das Rohr aufeinanderfolgend derart zusammenpressen, daß Blut

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durch das Rohr gedrückt und dadurch die natürliche Kerzfunktion ersetzt oder ergänzt werden_o

Die Rollenpumpe weist einen Hauptpumpenteil einer bei der Operation am offenen Herzen verwendeten Einrichtung auf, die als Säuerst offanreicherungsgerät der Pumpe oder als Herz-Lungenmaschine bekannt ist_o Herz- Lungenmaschinen oder Pumpen zur Sauerstoff anreicherung arbeiten anstelle der Lungen und des Herzens eines Patienten bei Durchführung einer Operation· Eine pumpenmäßige Sauerstoffanreicherungseinrichtung weist typischerweise eine Kombination aus Pumpen und anderen für ein geeignetes Funktionieren notwendige Einrichtungen auf _o Bei bekannten Pumpen-Sauerstoffanreichungseinrichtungen, wie sie bei der Herzchirurgie Anwendung finden, kann die Pumpen—Sauerstoffanreicherungseinrichtung einen venösen Behälter, einen Behälter für Korona-Sinus-Blut, verschiedene Pumpen, Blasenabscheider, Filter, Wärmeaustauscher und andere ähnliche Vorrichtungen aufweisen» Bei einer typischen in der Herzchirurgie verwendeten Einrichtung finden folgende Aggregate Anwendung: eine Rollenpumpe zum Aufrechterhalten des arteriellen Kreislaufes, eine Pumpe zum Pumpen des Blutes aus dem venösen Behälter in einen Sauer stoff anreicherer, eine Pumpe zum Aufrechterhalten des Kranzartigen Kreislaufes während der Operation, eine Pumpe für Korona-Sinus-Blut zusammen mit einem oder mehreren verschiedenartigen Säuerst of fanreicherungs einrichtungen, ein geeignetes venöser Behälter, ein geeigneter Filter, ein Blasenabscheider und eine Einrichtung zum Aufrechterhalten einer konstanten Temperatur oder zum Verringern der Bluttempera-

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tür bei Bedarf·

Die Rollenpumpe sorgt für eine im wesentlichen konstante Strömung, wobei eine geringfügige Druckschwankung anftritt und eine genormte Pumpe bei Herz- und Lunden umgehenden Arbeitsweisen fortlaufend verwendet wirdo Eine Anzahl pulsierender Pumpen sowie Pumpenverfahren sind bekannt, die sich jedoch infolge von Komplexität, Gefahren, hohen Leistungsdrucken, übermäßigem Bluten und dgl· als ungeeignet erweisen· Derartige pulsierende Pumpen und Verfahren sind entwickelt worden, weil sich bei Herz und Lungen umgehenden Arbeitsweisen ein pulsierender Blutstrom zumindest für den gesamten Körperumfluß (profusion) oder für den Durchfluß isolierter Organe gegenüber dem von der Rollenpumpe typischerweise erzeugten, nicht pulsierende Blutstrom als bevorzugt erwiesen hat.

!Trotz vielfachen Gebrauchs sind herkömmliche Rollenpumpen während des Einsatzes bei einer Her und Lungen umgehenden Arbeitsweise für den Patienten nicht ungefährlich.» Bei kurzen Umleitungen ZoBo einer Dauer von 1 bis 1-1/2 Stunden, scheint ein Patient die Verwendung einer Rollenpumpe ganz gut zu ertragen. Längere Umleitungsperioden wirken sich bei einigen Herzoperationen wegen möglicher ansteigender Krankheiten und Todesfälle als nachteilig aus· Gegensätzliche Wirkungen einer längeren Verwendung der Rollenpumpe sind in der Literatur dargelegt worden· Weiterhin hat sich herausgestellt, daß ein pulsierender TJnlsuf physiologisch für die Organe und für den Mikrokreislauf "besser

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als ein stetiger von den Blutpumpen und dgl«, gelieferter Blutstrom ist.

Es ist von Wichtigkeit, für eine Blutpumpe zu sorgen, die den Betriet) des natürlichen Herzens soweit wie möglich nicht nur während einer Operation, sondern auch nach Beendigung letzterer oder "bei Beendigung einer umleitenden Arbeitsweise sowie bei Wiederaufnahme der natürlichen Herzfunktionen in angeglichener Weise ersetzte

Die erfindungsgemäße Blutpumpe weist einen langgestreckten Antriebsballon und einen ähnlichen, Blutpumpenden Ballon auf, die Seite an Seite in einem starren Gehäuse angeordnet sind, das vorzugsweise ein Einwegluftventil aufweist, das einen Luftstrom nur aus dem Gehäuse zuläßt= Die Abflußkanäle der beiden Ballons sind versetzt, und es sind geneigte Ballontodteile vorgesehen, um ein Knicken und/oder Heiben zwischen den Ballons während ihrer Verwendung zu vermeiden«, Der Antriebsballon weist einen Kanal zum Anschließen an eine Druck-Vakuumquelle sowie einen Auslaßkanal auf. Beide Ballons weisen eine solche QuerSchnittsgröße und einen solchen Aufbau auf, daß keine absorbierende Wirkung von dem Blutpumpenden Ballon verursacht wirdo Bei der unterstützenden Arbeitsweise sind Einwegventile in oder in Zuordnung zu dem Blutpumpenden Ballon nicht erforderliche Die Gegenschwingungen der beiden Ballons verhindern eine Einführung von Gas in den Blutstrom im Fall eines Ausfalls des Blutpumpenden Ballons und verhindert die Betätigung oder wesentliche Zusammenpressung

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des Blutpumpenden Ballons im Fall eines Ausfalls des Antriebsballons _D

Die Erfindung wird nunmehr an Hand der Beschreibung der Zeichnungen erläutert. In letzteren sind:

Figo 1 eine vereinfachte, schaubildartige Ansicht einer gesamten Umleitungsanordnung mit einer erfindungsgemäßen Blutpumpe im unterstützenden Einsatz,

Fig. 2 eine Seitenansicht eines Schnitts der in Figo 1 dargestellten Blutpumpe,

Figo 3 die Endansicht eines Schnitts entlang der Linie 3-3 der Figo 2,

Fig. 4 eine Seitenansicht eines der beiden ähnlichen Ballons gemäß Fig. 2,

Fig. 5 eine bruchstückige Seitenansicht eines Schnitts eines Einwegluftventils in dem Gehäuse der Blutpumpe,

Figo 6 eine grafische Darstellung, die, von links nach rechts gelesen, die Druckschwankung einer Rollenpumpe ohne hilfsmäßigen Einsatz während der gesamten Umleitung, die Druckschwankung einer Rollenpumpe beim hilfsmäßigen Einsatz der erfindungsgemäßen Blutpumpe während der gesamten Um-80984 2/0799

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leitung sowie die Druck sch wanlung "bei hilfsmäßigen Einsatz der Blutpumpe gemäß der Erfindung während der teilweisen Umleitung zeigt,

Figo 7 eine schaubildartige Darstellung einer Druckluftanordnung, die in Verbindung mit der Blutpumpe Anwendung findet,

Fig. 8 ein schematisches Blockschaltbild einer elektrischen Schaltung zur Steuerung der in Fig. 7 gezeigten Ventile,

Fig. 9 ein schematischer Schaltplan einer elektronisch gesteuerten Oszillatorschaltung, wie sie als Block in Fig. 8 gezeigt ist,

Figo 10 eine schaubildartige Darstellung einer anderen Druckluft anordnung, die zusammen mit der erfindungsgemäßen Blutpumpe Anwendung finden kann, und

Figo 11 eine Seitenansicht eines Schnitts einer modifizierten Ausführungsform der in Figo 2 gezeigten Blutpumpe mit Ein- und Auslaßventilen für den Blutpumpenden Ballone

Wie aus Figo 1 hervorgeht, wird das Blut von der rechten Seite des Herzens 11 eines Patienten entnommen und strömt durch einen Sauerstoff anreicherer 12, um da die Lungen des Patienten umgangen werden, das Blut als Ersatz für die normalerweise von den Lungen ausgeführten Funktionen mit Sauerstoff anzureichern_o Der

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Sauerstoffanreicherer 12 füllt das Blut mit Sauerstoff aufo Eine herkömmliche Eollenpumpe 13 nimmt Blut von der Säuerstoffeinreiche:rungseinrichtung 12 auf und leitet es zu einer pulsierenden Blutpumpe 14 gemäß der Erfindung weiter·

Der aus der pulsierenden Blutpumpe 14 kommende Blutstrom wird zur Aorta 15 des Patienten geleitet. Verschiedene andere herkömmliche Bauelemente wie z.B_o ein Wärmeaustauscher, Behälter, Blasenabscheider, Filter und dgl_o, die normalerweise eine Herz-Lungenmaschine bilden, sind aus Gründen der Einfachheit weggelassen worden.

Die pulsierende Blutpumpe 14 ist vorzugsweise zu einem herkömmlichen Bedienungspult, 16, geschaltet und wird von diesem gesteuert, wie z.Bo von einer Avco Intra-Aortischen Ballonpumpe, Modell IABP-7 oder vpn einer HilfsSteuereinrichtung, die für eine gleichwertige Steuerung des Drucks, der Pulsdauer und Frequenz, der Synchronisation mit dem Herzschlag des Patienten und dglo sorgt» Eine solche Steuereinrichtung ist hinlänglich bekannte

Die aus Figo 2 hervorgehende pulsierende Blutpumpe 14 weist zwei, im wesentlichen nicht ausdehnbare, langgestreckte Ballons 21 und 22 auf, die längsseits in einem starren, zylindrischen, vorzugsweise transparenten Gehäuse 23 angeordnet sind .Bei der in Fig· 2 dargestellten Ausführungsformen weisen die Ballons die in den Fig» 3 und 4 gezeigte Sestalt auf, d_oh_o der zentrische Teil 24

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jedes Ballons ist zylindrische Die Endteile 25 und 26 der Ballons sind entsprechend gebogen und geneigt und weisen im allgemeinen geneigte Übergänge von dem zylindrischen, zentrischen Teil 24-zu zylindrischen Kanälen 27 und 28 auf, die von der Längsachse 29 des Ballons versetzt angeordnet sind. Jeder Kanal 2? und 28 erstreckt sich in Richtung einer Seite 31 des Ballons, wie am besten aus Fig. 4- hervorgeht· Der Ballon 21 zum Blutpumpen ist dem Gehäuse 23 derart angeordnet, daß seine schräg übergehenden Endteile von der Innenwand 32 des Gehäuses weggewandt und daß seine Kanäle in entsprechenden Bohrungen in den Endwandungen des Gehäuses aufgenommen und mittels Koppltkngsstücken 33 und 34- abdichtend in überlappender und festklemmender Weise am Gehäuse 23 befestigt sind, wie aus Figo 2 hervorgeht«, Die Ballons sind vorzugsweise aus einem lichtdurchlässigen oder transparenten, flexiblen, sich nicht dehenden Kunststoff oder zumindest aus einem Material geringer Elastizitätszahl, insbesondere im Fall des Antriebsballons 22, gebildet. Während der Antriefesballon nicht notwendigerweise aus einem Material bestehen muß, dessen Oberfläche mit Blut verträgSich sein muß, ist dies nicht beim Blutpumpenden Ballon 21 genau entgegengesetzte Letzterer ist aus einem Material gebildet oder weist zumindest eine Innenfläche auf, das bzw. die mit Blut verträglich ist, so daß keine Einwirkung auf die Zusammensetzung oder Eigenschaften des Blutes oder ein Gerinnen des letztern infolge eines physikalischen Kontaktes stattfinden«,

Der Antriebsballon 22 ist in dem Gehäuse 23 derart angeordnet,

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daß die geneigten Endteile zu denen des Blutpumpenden Ballons 21 gewandt sind. Das Einlaßende 37 des Antriebsballons, dessen Kanal in der dritten öffnung in einer Stirnwand des Gehäuses aufgenommen ist, ist an dem Gehäuse 35 mittels eines Kopplungsstückes 35 in derselben Weise abdichtend befestigt, wie bei den Einlaß- und den Auslaßkanälen des Blutpumpenden Ballons_o Das Kopplungsstück 35 für den Antriebsballon ist für einen Anschluß an eine mit einer geeigneten Druck-Vakuum-Quelle gekoppelte Druckleitung geeignete

Das vom Einlaßende 37 entfernt liegende Ende 36 des Antriebsballons 22 ist abgedichtet und ortsfest an dem Gehäuse mittels einer Kappe 38 befestigte Bei der in Figo 2 dargestellten Ausführungsform weist der Antriebsballon 22 zwei gegenüberliegend angeordnete Kanäle aus Gründen der Bequemlichkeit bei seiner Herstellung auf_o Auf diese Weise wird für eine Einrichtung zum ortsfesten Befestigen des entfernten Endes des Antriebsballons an dem Gehäuse gesorgt, um eine Längsbewegung des Antriebsballons im Gehäuse bei seiner Verwendung zu vermeiden.= Beide Enden des Antriebsballons sind folglich ortsfest mit dem Gehäuse verbunden, um sicherzustellen, daß während seiner Verwendung nur eine Bewegung zum Aufpumpen oder Aufblasen und zum Entleeren während des Einsatzes vor sich geht, d_oh. der Antriebsballon bewegt sich in Bezug auf den Blutpumpenden Ballon nicht in Längsrichtung, so daß zwischen ihnen keine unerwünschte Reibbewegung stattfindetο Minimales Reiben sowie minimale Reibung zwischen den Ballons werden nicht allein durch Vermeiden einer

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Bewegung der Enden des Ballons erreicht, sondern auch durch Vorsehen der geneigten Endteile Seite an Seite_o

Die geneigten Endteile des Ballons haben eine rollende Wirkung zwischen den Ballons in ihren Übergangsbereich zur Folge, wenn sie sich bei Verwendung ausdehnen und zusammenziehen,, Der von den geneigten Endteilen dargestellte Übergangsbereich ist von besonderer Bedeutung, da durch solche Bereiche ein Knicken und damit Ermüdungserscheinungen, ein Reiben oder Festklemmen vermieden werden_o Sollte sich die Ballons bei ihrem Einsatz festklemmen, so kann dies eine Ermüdung iferer elastischen Dehnung und damit ein frühzeitiges Versagen zur Folge haben,,

Beide Ballons weisen einen Durchmesser auf, der geringfügig kleiner als der Innendurchmesser des Gehäuses ist, wie aus Figo 3 hervorgeht ο Hierdurch werden ein Falten oder Knicken, eine Absorptionswirkung des Blutpumpenden Ballons sowie eine Berührung und damit ein Festklemmen der oberen und unteren Teile des Inneren des Antriebsballons vermieden.

Heben der beschriebenen abdichtenden Befestigung des entfernten Endes des Antriebsballons sind für den Fachmann auch anderer Verfahren bekannt ο

Fig_o 5 zeigt im Detail ein Einwegluftventil 41, das eine Endwandung 43 mit einer Anzahl um eine zentrische Achse angeordnete öffnungen 44 aufweist_o An der Außenfläche 45 der Endwandung 43

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ist ein flexibles Element 46 zum dichtungsmäßigen Verschließen der öffnungen angeordnet, wenn der Innendruck des Gehäuses kleiner als der Außendruck ist, d.h_o, wenn der Antriebsballon zusammensackt, und zur Gewährleistung eines Gasaustritts aus dem Gehäuseinneren, wenn der Innendruck des Gehäuses den Außendruck übersteigt, was zum Beispiel eintritt, wenn der Antriebsballon ausgebaucht ist und/oder während des Einsatzes zerbricht·

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ist der Antriebsballon an eine Leitung 51 angeschlossen, die wiederum mit einer Druck-Vakuum-Quelle verbunden ist, die ein geeignetes Gas, z.B. Luft, oder ein nicht giftiges, nicht entflammendes Gas, wie z.B. Helium, unter Druck enthält, wobei eine Entlüftung zur Atmosphäre oder eine Entlüftung und gleichzeitig ein Anschluß an einen Luftraum erfolgen, der unter unteratmosphärischem Druck gehalten ist. Der Antriebsballon kann folglich unter Druck gesetzt und damit aufgepumpt sowie entleert werden. Der Blutpumpende Ballon trägt das Blut, das unter Druck von einer Röllenpumpe oder dgl. nach außerhalb gepumpt ist ο Wenn der Antriebsballon unter Douck gesetzt wird, dehnt er sich in rollender Weise aus und übt einen Druck auf den Blutpumpenden Ballon aus, wodurch eine Entleerung des letzteren in rollender Weise bewirkt wird. Die Entleerung des Blutpumpenden Ballons, d.h. ein Pressen des Blutpumpenden Ballons ohne Absorption und ohne Veränderung der durchschnittlichen Strömungsgeschwindigkeit, die von der Sollenpumpe bestimmt wird, treibt das Blut von der Rollenpumpe weg nach vorwärts und vergrößert den Leistungsdruck ο

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Wenn der Antriebsballon entleert ist, wird der Blutpumpende Ballon durch unter Druck stehendes Blut, was von der Rollenpumpe bewirkt wird, aufgepumpt. Wenn ein ausreichendes Vakuum an den Antriebsballon während seiner Entleerung gelegt ist, wird im Gehäuse außerhalb der Ballons ein Druckabfall unterhalb der atmosphärischen Drucks erwartet, wodurch eine Rückströmung in den Blutpumpenden Ballon bewirkt wird_o Damit wird durch letzteren für einen Druckabfall oder eine Drucknivellierung gesorgt.

Da jeder Ballon rollend aufgepumpt wird, vergrößert sich das von letzterem im Gehäuse eingenommene Volumen, wenn sich das von dem anderen Ballon eingenommene Volumen verringert. Falls dieser Vorgang ein Anwachsen des Drucks im Gehäuse zur Folge hat, bewegt sich das flexible Element 46, das einen Teil des Einwegluftventils bildet, in eine Offenstellung und ermöglicht eine Rückführung des Druckes auf den atmosphärischen Druck«, Wenn auf der anderen Seite der Druck innerhalb des Gehäuses unterhalb des atmosphärischen Drucks fällt, was bei einem Entleerungszyklus zur unterstützung des Vakuums geschehen kann, wenn der Antriebsballon schneller zusammensackt als sich der Blutpumpende Ballon ausdehnt, bewegt sich das flexible Element 46 in die Schließstellung und verhindert einen Druckanstieg im Gehäuse auf atmosphärischen Druck. Da der Druck im Gehäuse nun unter dem atmosphärischen Druck liegt, pumpt sich der Blutpumpende Ballon schneller auf als es der Fall sein würde, wenn er typischer Weise Blut vom Patienten her ansaugt, da ein gesteigerter Strom von der Rollenpumpe her nicht möglich ist_o

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Das Luftventil 41 kann folglich für zwei Punktionen dienlich, sein, und zwar beeinflußt es zum einen die Geschwindigkeit der Entleerung des Antriebsballons und der begleitenden Aufpumpung des Blutpumpenden Ballons, und zum anderen verhindert es für den Fall, daß einer oder beide Ballons versagen, daß Gas in den Blutstrom gedrückt wird, da der Druck in dem Gehäuse nicht den atmosphärischen Druck überschreiten kann.

Das flexible Element 46 kann in dem Luftventil 41 auch weggelassen werden, so daß das Gehäuseinnere 23 ständig mit der Atmosphäre über die Öffnungen 44 kommuniziert_o In diesem 3?all gewährleistet das Luftventil 41 alle erwähnten Vorteile mit der Ausnahme, daß unteratmosphärischer Druck im Gehäuse während der Entleerung des Antriebsballons aufrechterhalten werden kann.

Das Gehäuse ist vorzugsweise aus einem transparenten Polykarbonat hergestellte Polykarbonat genügt nicht nur dem Erfordernis einfacher Herstellung, sondefn auch der geeigneten Lagerbarkeit, d.ho es ist eine lange Lagerung ohne Materialabscheidungen, wie ZoBo einer der Komponenten des Material oder eines der bei der Herstellung des Materials verwendeten Chemikalien möglich, die auf die Ballons nachteilig einwirken wurden.

Verschiedene Betriebsweisen der in Fig. 2 dargestellten pulsierenden Blutpumpe sind möglich. D.ho einmal kann für eine vollkommenden umleitung mit oder ohne eine ein Vakuum unterstützende Entleerung des Antriebsballons gesorgt werden. Zum anderen

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ist eine teilweise Umleitung mit oder ohne VakuumunterStützung möglich, wobei die pulsierende Blutpumpe mit einem EKG, einem Druckfühler oder einem Herzschrittmacher synchronisierbar ist. Bei jeder dieser Arbeitsweisen sorgt das Steuerpult 16 (lig. 1) oder eine andere geeignete Zusatzeinrichtung für Stop- und Startsignaleo Bei einer vollkommenden Umleitung kann der wachhabende Arzt folglich die Pulsdichte und den Intervall zwischen dem Haltimpuls und dem nächsten Startimpuls einstellen.. Wenn die pulsierende Blutpumpe mit einem EKG synchronisiert ist, kann der Arzt normalerweise dem Intervall zwischen aufeinanderfolgenden Startimpulsen nicht einstellen,, Mit dem Schaltpult Modell IABP-7 kann der Arzt jedoch den Intervall zwischen der R-Welle und dem Startimpuls und den Intervall zwischen den Start- und Halt impulsen einstellen«. Der Arzt kann die Einstellung des Starts der pulsierenden Blutpumpe mit Rücksicht auf die Charakteristik des Pulsschlags uns seiner Dauer justieren,,

Figo 6 zwigt, dargestellt von links nach rechts, kleine Schwankungen des Drucks bei einer typischen bekannten Rollenpumpe bei einer vollkommenden Umleitung und ohne Unterstützung durch eine pulsierende Blutpumpe (PBP)₀ Die entscheidenden Druckschwankungen werden von der pulsierenden Blutpumpe 14 während eines Herz und Lunden vollkommen umleitenden Betriebes erzeugt· Eine noch deutlichere Druckschwankung tritt auf bei Funktionieren des Herzens des Patienten und hilfsweisem Einsatz der pulsierenden Blutpumpe 14 während einer teilweisen Umleitung. Bei einer teilweisen Umleitung ahmt die in Fig. 6 dargestellte, pulsieren-

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de Blutpumpe 14 die Wirkung nach., wie sie von einer herkömmlichen intra-aortischen Ballonpumpe, die physikalisch und wirkmäßig in der Aorta angeordnet ist, erzeugt wird, wodurch zumindest die Beanspruchung des Herzens teilweise gemildert und das Herz in der Wiederaufnahme seiner normalen Wirkung in der Endstufe einer Operation am offenen Herzen oder dgl. unterstützt werden.

Aus Figo 7 geht ein Blockschaltbild einer Druckluftanordnung zur Steuerung des Antriebsballons 22 hervor«. Die Anordnung weist eine herkömmliche Pumpe 52 zur Erzeugung eines Drucks in einem Drucktank 53 sowie eines Vakuums in einem Vakuumtank 54- auf. Der Auslaß 55 des Drucktanks 53 ist über einem Druckregler 57 und einer Leitung 56 mit einer Leitung 51 verbünden, die mit dem Antriebsballon und einem federbelasteten, normalerweise geschlossenen, elektromagnetisch betätigbaren Dreiwege-Zweistellungsschieber 58 in Verbindung steht. Der Dreiwegeschieber 58 wird von zu einem Elektromagneten geleiteten elektrischen Eingangssignalen gesteuerte Der Einlaß 59 des Vakuumtanks ist über einen Füll st abregier 62 und eine Leitung 61 mit der Leitung 51 verbunden, die mit dem Antriebsballon und einem federbeaufschlagten, normalerweise elektromagnetisch in Offenstellung betätigten Zweiwege-Zweistellungsschieber 63 in Verbindung steht. Wie der Dreiwegeschieber 58 wird der Zweiwegeschieber 63 von an seinen Elektromagneten gelegten elektrischen Eingangssignalen gesteuerte

Der normalerweise geschlossene Dreiwegeschieber 58 verbindet in seiner offenen oder betätigten Stellung den Antriebsballon 22

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mit dem Drucktank 53 und in seiner Rührstellung entlüftet er den Antriebs"ballon 22 über ein Einwegabsperrventil 60 zur Atmosphäre_o Der normalerweise geöffnete Zweiwegeschieber 63 schaltet in seiner geschlossenen oder betätigten Stellung den Antriebsballon 22 vom Vakuumtank 5^ ah und verbindet in seiner Euhrstellung den Antriebsballon 22 mit dem Vakuumtank 54. Beide Schieber 58 und 63 sind in der betätigten oder in der Euhrstellung gehalten, um für einen störungsfreien Betrieb zu sorgen· Bei einem Leistungsabfall wird der Antiiebsballon folglich entleert und verbleibt in diesem Zustand, so daß der Blut strom durch den unvollkommenen aufgeweiteten Blutpumpenden Ballon 21 nicht gebremst wird«, Ein Entlüften des Antriebsballons 22 kann nach Wunsch unterlassen werden, wenn er mit dem Vakuumtank oder umgekehrt verbunden ist. Druckmeßfühler 64 und 65 sind entsprechende in der Druckleitung 56 und der Vakuumleitung 61 zur Anzeige des Druckes entsprechend der Einstellung durch die Druckregler 57 und 62 vorgesehen.

Mit der.Druckleitung 51» die mit dem Antriebsballon 22 in Verbindung steht, ist ein Druckmeßfühler 66 verbunden, um den Druck in dem Antriebsballon 22 effektiv zu erfassen und ein elektrisches Signal einer Schaltuhr zuzuführen, die u.a„ die elektrische Leistungszufuhr mu den Schiebern 58 und 63 abschaltet, wenn der Antriebsballon 22 länger als eine vorbestimmte Zeit, z.B. langer als ungefähr 1 und 1/2 Sekunde, unter Druck gesetzt bleibt.

Sowohl bei vollkommender, als auch bei teilweiser Umleitung oder

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"bei Einschaltung des Vakuumtanks in das das System oder bei Abschaltung von letzterem kann ein Startsignal im Schaltpult oder dgl ο erzeugt werden, um einen Flip-Flop-SclaLtung 71 (bistabilen Multivibrator) auf einen Ausgang logisch "Eins" zu setzen, wie aus Fig. 8 hervorgeht. Das Ausgangssignal der Flip-Flop-Schaltung 71 wird einer elektronisch gesteuerten Oszillatorschaltung 72 zugeführt, die ausführlicher in Fig. 9 dargestellt ist_o In der elektronisch gesteuerten Oszillatorschaltung 72 wird ein von der Flip-Flop-Schaltung 71 abgeleitetes Gleichstromsignal einem ersten Transistor 75 über einen lichtempfindlichen Transistor 76 zugeführt, der die elektronische gesteuerte Oszillatorschaltung 72 von seinem Eingang oder von der Flio-Flop-Schaltung isolierte Der Ausgang des ersten Transistors 75 wird einem zweiten Transistor 77 zugeführt und macht diesen leitend, wodurch für einen Stromfluß durch die Windungen der Elektromagneten 78 und 79 in den entsprechenden Schiebern 58 und 63 gesorgt wird. Die Schieber 58 und 63 sind nun eingeschaltet oder betätigt. Nach einem vorbestimmten Zeitintervall wird ein Schalthaltsignal erzeugt, um die Flip-Flop-Schaltung 71 auf den Ausgang logisch Null zu setzen,, Das dem ersten Transistor 75 zugeführte Signal wird zu Null, der zweite Transistor 77 wird nichtleitend und es fließt kein Strom durch die Elektromagneten 78 und 79. Wegen der Federbeaufschlagung bewegen sich beide Schieber in ihre Ruhrstellung, sobald der Strom zu den Elektromagneten abgeschaltet ist. Nach einem weiteren vorbestimmten Zeitintervall wird ein Startsignal der Flip-Flop-Schaltung zugeführt und ein neuer Kreislauf beginnt. Dioden 81 und 82 verhindern ein Überschwingen."

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Ein Schalter 83 ist in Reihe mit den Elektromagneten 79 des Ventils 63 geschaltet, um bei Bedarf eine Entregung des Elektromagneten 79 zu verhindern und den Antriebsballon an den Vakuumtank anzuschließenο Befindet sich der Schalter 83 in der in Figo 9 gezeigten Stellung, so wird der Schieber 63 von den Eingangssignalen der Flip-Flop-Schaltung 71 gesteuerte Befindet.sich der Schieber 83 in seiner rechten Hand liegenden Stellung, beleibt der Schieber ausgelöst und wird durch die Eingangssignale zur Flip-Flop-Schaltung nicht beeinflußte

Die elektronisch gesteuerte Ozsillatorschaltung 72 weist eine Sicherheitsvorrichtung auf_o Die am Kollektor des zweiten Transitors 77 liegende Spannung wir der Schaltuhr 84 zugeführt_o Falls Strom ununterbrochen durch den Elektromagneten langer als 1 und 1/2 Sekunden fließt, wird von der Schaltuhr 84- einem normalerweise geschlossenen NO-Relais 85 ein Signal zugeführt und letzteres geöffnet. Wenn sich das Relais 85 öffnet, wird die Netzspannung unterbrochen, der Schieber 58 schließt, der Schieber 63 geht in Offenstellung (unabhängig von der Stellung des Schalters 83) und der Antriebsballons wird entleert_o Von Wichtigkeit ist, daß der in Fig_o 9 gezeigte Zweiwegesehieber 63 in der eingeschalteten Stellung mittels eines Schalters solange verriegelbar ist, wie das normalerweise geschlossene Relais 85 von der Schaltuhr 84- nicht geöffnet wird. Wenn der Schieber in der rechten Hand liegenden Stellung verriegelt ist, ist der Vakuumtank von dem System abgeschaltet.

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Fig. 10 zeigt; eine andere Ausführungsform der Druckluft anordnung zur Steuerung des Antrie"bsballons 22. Die Anordnung bei der die Pumpe 52, der Drucktank 53, die Druckleitung 56, der Vakuumtank 5^, die Regler 57 und 62, der Druckmeßfühler 66 und die Druckanzeiger 64 und 65 nach. Fig. 7 verwendet werden, benötigt nur einen einzigen Dreiwegeschieber 91 in Kombination mit einer Sicherheit sent lüftung 92 in der Vakuumleitung 61_o

Bei der Anordnung nach Fig. 1 wird der Schieber 91 einfach in seine erste Stellung geschaltet, um den Drucktank mit dem Antriebsballon zu verbinden, während letzterer von dem Vakuumtank abgeschaltet wird. Hierauf wird der Schieber 91 in seine zweite Stellung geschaltet, um den Antriebsballon mit dem Vakuumtank zu verbinden, während der Antriebsballon von dem Drucktank isoliert wird. Die Sicherheitsentlüftung 92 dient zur Gewährleistung einer Entlüftung des Antriebsballons im Fall einer Störung der Pumoe 52. Die Verwendung der Schaltuhr 84 und ihr grundsätzlicher Betrieb gewährleisten, daß im Fall einer Leistungsstörung der Schieber 91 sich in seiner Ruhrstellung befindet, in der der Antriebsballon mit dem Entlüfter 92 und/der dem Vakuumtank 54 verbunden ist.

Figo 11 zeige eine andere Ausführungsform der pulsierenden Blutpumpe mit einem Einlaß—und einem Auslaßventil 101 und 102 in Zusammenwirkung mit dem Blutpumpenden Ballon 21.

Wird die pulsierende Blutpumpe als alleinige Blutpumpe verwendet,

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doho ohne den Einsatz einer Rollenpumpe, so ist das Einlaßventil 101 in dem Einlaßkopplungsstück 33 vorgesehen, um nur einen Blutstrom in den Blutpumpenden Ballon zu ermöglichen, und das Auslaßventil 102 ist in dem Kopplungs stück 34- vorgesehen, um nur einen Blutstrom aus dem Blutpumpenden Ballon zuzulassen» Mit Hilfe des Einlaß- und des Auslaßventils 101 und 102 ist es möglich, daß die pulsierende Pumpe für einen Pulsierenden Strom in einer Richtung sorgt, wobei der pulsierenden Blutpumpe ermöglicht wird, als alleinige außerkörperliche Pumpe zu funktionieren₀ Das Vorsehen der Einlaß- und der Auslaßventile in den Kopplungsstücken sorgt für die Möglichkeit schneller und einfacher Modifizierungen der pulsierenden Blutpumpe bei unterschiedlichen Anwendungen allein durch Anschließen des Gehäuses an ein geeignetes Kopplungsstück oder an Kopplungsstücke mit oder ohne Ventile, wie es die Umstände erfordern. Je nach Bedarf kann nur eins, beide oder überhaupt kein Ventil verwendet werden,,

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Leerseite

Claims

IBERLlN 33 8 MÜNCHEN

Auguste-Viktoria-StraUeKi _n Rl IQOHIiF A PARTNFR PieruenauerstraBe2

Pa,.-Anw.Dr.lr,g.Ruscr,l<e Ur. KUbUHK.t & ^AK I INtK Pat-Anw DipL-Ing.

Pat.-Anw. Dipl.-Fng. PATFMTANWÄI TF ^{Hans E- Ruechke}

Olaf Ruschke ΓΑ! ClN IAIN VV ALIC 930324

Teiefo„:030/8i^ BERLIN - MÖNCHEN SJeSSS

Telegramm-Adresse: Telegramm-Adresse:

Quadratur Berlin Quadratur München

TELEX: 183786 TELEX: 522767

Patent anspräche

Blutpumpe gekennzeichnet durch.

A 1685

a) ein langgestrecktes, starres Gehäuse mit einer ringförmigen Seitenwand und gegenüberliegend angeordneten ersten und zweiten Stirnwänden, die eine Kammer bilden, wobei die erste Stirnwand eine erste, von der Längsachse des Gehäuses versetzte und nahe der Seitenwand befindliche Öffnung, die zweite Stirnwand eine zweite, mit der ersten Öffnung koaxiale Öffnung und eine der Stirnwände eine dritte, von der Längsachse versetzte und nahe der Seitenwand angeordnete Öffnung aufweisen, durch

b) einen in der Kammer angeordneten Blutpumpenden Ballon mit einem ringförmigen, zentrischen Teil und mit im allgemeinen geneigt übergehenden Endteilen, die in einen ersten bzw· einen zweiten Kanalteil münden, die in der ersten und der zweiten öffnung in den Stirnwänden aufgenommen sind, wobei die geneigten Endteile von der Seitenwand weg+- gewandt sind, durch

c) einen flexiblen Antriebsballon, der in der Kammer Seite j

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ORIGINAL INSPECTED

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an. Seite mit dem Blutpumpenden Ballon angeordnet ist und einen ringförmigen, zentrischen Teil sowie im allgemeinen geneigt übergehende Endteile, die einwärts von der Seitenwand weggewandt sind, und gegen den Blutpumpenden Ballon geneigte Endteile aufweist, wobei eins der Endteile in einem dritten Kanal mündet, der in der dritten öffnung in der entsprechenden Seitenwand aufgenommen ist, durch

d) eine erste und eine zweite Kopplungseinrichtung, die abdichtend an der ersten bzw· an der zweiten Stirnwand und der ersten bzw. der zweiten öffnung zum Anschließen des ersten bzw. des zweiten Kanals an die Blut Zuführungsleitungen gelagert sind, durch

e) eine dritte Kopplungseinrichtung, die an der die dirtte öffnung aufweisenden Stirnwand zwecks Anschluß des dritten Kanals an eine Druckleitung gelagert istm und durch

f) eine Entlüftungseinrichtung mit einem Luftkanal im Gehäuse, die für eine Verbindung zwischen dem Gehäuseinneren und der Atmosphäre sorgt.
2. Blutpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Endteil (36) des Antriebsballons (22) an dem Gehäuse mittels einer Kappe (38) ortsfest verbunden ist, und daß der Antriebsballon nur eine radiale Ausdehnungs—und Kontraktionsbewegung im Gehäuse ausführen kann.

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Blutpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet^ daß die Entlüftungseinrichtung von einem Einwegluftventil (46) gebildet ist, das eine Gasströmung nur aus dem Gehäuse zuläßt.

4-O Blutpunpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kanal (27) des Blutpumpenden Ballons (21) betriebsmäßig einem Einwegeinlaßventil (101) zugeordnet ist, das eine Blutströmung in dem Blutpumpenden Ballon nur durch den Kanal (ersten) zuläßt.

5ο Blutpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kanal (28) des Blutpumpenden Ballons (21) betriebsmäßig einem Einwegauslaßventil (102) zugeordnet ist, daß nur einen Blutströmung aus dem Blutpumpenden Ballon durch den zweiten Kanal (28) zuläßt«.

6ο Blutpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5> dadurch gekennzeichnet , daß der ringförmige, zentrische Teil des Antriebsballons (22) einen Durchmesser aufweist, der geringfügig kleiner als der Innendurchmesser des Gehäuses zwischen der Seitenwandung (32) ist, und daß bei voll auf geblasendem Antriebsballon (21) der Blutpumpende Ballon (21) nicht vollkommen entleert isto

ο Blutpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet» daß der ringförmige, zentrische Teil des Blutpum-

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penden Ballons (21) einen Durchmesser aufweist, der geringfügig kleiner als der Innendurchmesser des Gehäuses zwischen der Seitenwandung (32) ist, und daß bei Auffüllung des Blutpumpenden Ballons der Antriebsballon (22) nicht Ms zu einem Ausmaß entleert ist, das eine Berührung seiner Innenflächen zur Folge hätte_o

Blutpumpe nach einen der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß die tTbergangsendteile (25 _s 26 und 35» 37) des Blutpumpenden Ballons (21) iDzxi. des Antrie"bst>allons derart geneigt sind, daß im wesentlichen nur ein rollender Eingriff zwischen den Ballons an diesen Sndteilen "bei Ausdehnung und Zusammenziehung der Ballons stattfinden kann.

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