DE2819851A1

DE2819851A1 - Kuenstliches herz

Info

Publication number: DE2819851A1
Application number: DE19782819851
Authority: DE
Inventors: Patrick Havlik; Jean-Raoul Prof Monties
Original assignee: Agence National de Valorisation de la Recherche ANVAR
Current assignee: Bpifrance Financement SA
Priority date: 1977-05-06
Filing date: 1978-05-05
Publication date: 1978-11-09
Also published as: US4296500A; FR2389382B1; FR2389382A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf künstliche Herzen.

Es wurden bereits zahlreiche Modelle künstlicher Herzen vorgeschlagen, die insgesamt oder teilweise ein schwaches Herz unterstützen oder vollkommen ersetzen.

Bisher jedoch war noch keines der bekannten künstlichen Herzen ausreichend zufriedenstellend, da keines auf die sehr strengen Bedingungen anspricht, die ohne die Gefahr eines Schadens absolut erfüllt werden müssen.

Es wird Bezug genommen auf die Veröffentlichung "Artificial Heart" von Tetouko Akutsu M.D. ph D, herausgegeben 1975 von Igaku Shoin Ltd., Tokio und von Excerpta Kedica, Amsterdam. Es kann auch auf den Artikel "Mechanically assisted Circulation; The Status of the IiHISI Program and Recommendations for the Future" in Band 1, 2. November 1977 von Artificial Organs, herausgegeben von International Society for Artificial Organs, Suite 400-10300 Carnegie Avenue, Cleveland, Ohio 44106, USA, verwiesen werden.

Diese beiden Veröffentlichungen enthalten neue Untersuchungen aller Modelle bisher bekannter künstlicher Herzen und Bedingungen, die diese Herzen erfüllen müssen.

Eine erste Bedingung zur Herstellung eines implantierbaren künstlichen Herzens besteht darin, daß der Platzbedarf ausreichend niedrig ist, damit es implantiert und vom Patienten vertragen werden kann, ohne zu Abstoßerscheinungen zu führen und ohne eine zu starke Behinderung darzustellen. Diese Bedingung wird erfüllt, wenn der Platzbedarf und die bei Jedem Zyklus des künst-

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lichen Herzens abgegebenen Volumina in der Größenordnung des Platzbedarfs und des mittleren systolischen Abgabevolumens des natürlichen Herzens mit dem Alter und der Größe zwischen 30 und 100 cnr schwankt.

Eine zweite Bedingung besteht darin, daß die momentanen Durchsatzmengen impulsförmig sind, d.h., daß sie durch ein Maximum während jedes Zyklus laufen und abklingen.

Eine dritte zwingende Bedingung besteht darin, daß der Ansaugladeverlust stets kleiner als ein sehr niedriger Schwellwert in der Größe von 10 cm Wassersäule bzw. 10 Millibar ist, um die Hämolyse des Blutes bei Unterdruck zu vermeiden. Es ist notwendig, die Turbulenzen zu vermeiden, die örtliche Unterdruckzustände hervorrufen. Insbesondere ist es besser, keine Ventile und Klappen zu verwenden, die Turbulenzen erzeugen und deren schlechte Punktion zu schwerwiegenden Polgen führen kann.

Selbstverständlich ist eine wesentliche Bedingung eine absolute Punktionszuverlässigkeit.

Vorzugsweise ist die Frequenz der Durchsatzmengenpulsationen gleich dem normalen Puls und kann leicht schwanken, um die Regulierungen der Durchsatzmengen in Abhängigkeit von den Erfordernissen des Organismus sicherzustellen.

Im allgemeinen erfolgt die Regulierung der Frequenz derart, daß an der Aorta ein mittlerer konstanter Druck aufrecht erhalten wird. Ein derartiges Ergebnis kann automatisch durch eine Herzpumpe erhalten werden, die von einem Motor mit konstantem Moment angetrieben wird. Ein Abfall oder ein Anstieg des Druckes

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führt automatisch, zu einer Erhöhung oder Verringerung der Frequenz, die den Druck wieder herstellt. Man versucht daher vorzugsweise ein künstliches Herz zu schaffen, das von einem Motor mit konstantem Moment angetrieben wird.

Die zuvor erwähnten Veröffentlichungen erläutern die verschiedenen Arten von künstlichen Herzen, die bisher erprobt wurden. Keines dieser besteht aus einer Pumpe mit einem Drehkolben mit trochoidaler, d.h. epitrochoidaler oder hypotrochoidaler Form.

Es sind industrielle Motoren und Pumpen mit einem Trochoiddrehkolben bekannt, die auch als Wankelmotoren bezeichnet werden und aus einem zylindrischen Rotor und einem Rotor, der eine oder mehrere zylindrische Kammern begrenzt, bestehen, in denen jeweils ein Rotor angeordnet ist. Diese Kammern sind Abwicklungen des Rotors, wenn dieser gleichzeitig in einer kreisförmigen Translations- und Drehbewegung um seine Mitte angetrieben wird.

Die folgenden Patentschriften beschreiben derartige Motoren oder Pumpen: FR-PS 2 250 892, 2 260 008, 2 087 187, 1 166 192, US-PS 3 221 664, DT-PS 2 021 513, GB-PS 1 350 728.

Keine dieser Patentschriften beschreibt die Verwendung einer Trochoiddrehkolbenpumpe als Herzpumpe für ein künstliches Herz.

Außerdem leitet sich die Verwendung dieser Pumpen als künstliche Herzen aus den vorherigen Veröffentlichungen nicht ohne weiteres ab, die industrielle Pumpen beschreiben. Tatsächlich muß eine Herzpumpe mit nie-

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driger Geschwindigkeit gedreht werden, d.h. mit einer Drehzahl pro Minute, die der Pulsfrequenz entspricht und die zum Beispiel zwischen 60 und 180 U/Min, schwankt, während eine industrielle Pumpe mit einer Geschwindigkeit in der Größenordnung von 1000 bis 3000 U/Min, angetrieben wird.

Bei den industriellen Pumpen wird eine Undichtheit zwischen dem Rotor und dem Stator teilweise durch den dynamischen Antrieb des Strömungsmittels mit großer Geschwindigkeit ausgeglichen.

Bei einer Herzpumpe muß die Dichtheit zwischen dem Rotor und dem Stator bei niedriger Geschwindigkeit ausreichend sein.

Der Rotor einer Trochoidherzpumpe wird mit einer gleichmäßigen Geschwindigkeit angetrieben, was für die Herstellungen des Antriebsmotors ein erheblicher Vorteil ist.

Um als Herzpumpe verwendet zu werden, die ein Herz oder ein halbes Herz ersetzt, muß eine Pumpe mit einem Trochoidrotor zwei Kammern mit einer Ansaugöffnung und einer Drucköffnung oder vier Kammern aufweisen, von denen zwei mit einer Ansaugöffnung und zwei mit einer Drucköffnung versehen sind, und diese öffnungen müssen einen ausreichenden Durchgangsquerschnitt haben, um nicht zu zu großen Ladungsverlusten zu führen. Außerdem muß die aus den Drucköffnungen austretende Durchsatzmenge pulsierend sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, aus der großen Gruppe von Trochoiddrehkolbenpumpen diejenigen auszuwählen, die einem Modell eines ganzen oder eines

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halben Herzens entsprechen und am besten die vielfältigen Bedingungen erfüllen, die für die Verwendung als künstliches Herz gefordert werden.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung bei einem künstlichen Herzen entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die vorliegende Erfindung hat als Ergebnis neue künstliche Herzen oder halbe künstliche Herzen bzw. Teilherzen, deren Abmessungen in der gleichen Größenordnung wie das natürliche Herz liegen und die implantierbar sind.

Einer der Vorteile dieser künstlichen Herzen liegt in der Tatsache, daß sie mit einem implantierbaren Elektromotor mit konstantem Moment, der herstellbar ist, mit gleichmäßiger Geschwindigkeit in Drehung versetzt werden können.

In diesem Falle erhält man eine automatische Regulierung des Arteriendruckes.

Ein weiterer Vorteil liegt in der Tatsache, daß die Herzpumpen gemäß der Erfindung weder eine Klappe noch ein Ventil noch irgendein anderes Teil mit alternierender Bewegung aufweisen.

Ein weiterer Vorteil liegt in der Tatsache, daß man in Serienproduktion mit der sehr großen geforderten Genauigkeit, die in der Größenordnung von /um liegt, Rotoren und Pumpenkörper mit dem gleichen Querschnitt herstellen und Pumpen erhalten kann, die

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auf die Größe und das Alter jeder Einzelperson durch Änderung der Höhe h der Pumpe anpassen kann.

Der Querschnitt der Längsöffnungen schwankt somit proportional zur Höhe h derart, daß der Ladungsverlust ungeändert bleibt.

Ein weiterer Vorteil liegt in der Tatsache, daß alle Herzen einen einzigen dreikeuligen Rotor mit einer reduzierten Exzentrizität b = -^g zwischen und 0,5 haben, die von dem Rotor und von den beiden festen Bereichengtändiger Berührung des Rotors mit der Innenwand des Statorhohlraumes in zwei Halbpumpen unterteilt ist, was eine Analogie zum natürlichen Herzen darstellt. Die beiden Halbpumpen erfüllen die Punktion eines halben rechten und eines halben linken Herzens. Zwischen den Abgaben der beiden Druckkammern besteht eine Phasenverschiebung von ^, es wurde jedoch gezeigt, daß eine derartige Phasenverschiebung physiologisch zulässig ist.

Diejenige Art der Ausführungsform, die einen zweikeuligen Trochoidrotor hat, ermöglicht es, künstliche halbe Herzen zu schaffen, was im Falle eines Patienten von Vorteil ist, bei dem nur das eine halbe Herz einen Ersatz benötigt.

Außerdem kann man zwei halbe Herzen schaffen, indem man zwei gleiche Rotoren auf die gleiche Antriebswelle setzt. In diesem Falle sind die Angaben der beiden halben Herzen vollkommen in Phase.

Ein sehr erheblicher Vorteil der Pumpen gemäß der Erfindung liegt in der Tatsache, daß sie es ermöglichen, ausgehend von einem Drehantrieb mit gleichmäßiger Geschwindigkeit pulsierende Abgabemengen mit einer

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viel steileren Vorderflanke als die Rückflanke zu erhalten, was der Form der pulsierenden Abgabemengen eines natürlichen Herzens entspricht. Diese Eigenschaft bestimmter Trochoidpumpen, die sich mit niedriger Geschwindigkeit drehen, war bisher weder bekannt noch offensichtlich.

Die Pumpen gemäß der Erfindung geben bei geringem Platzbedarf bei federn Zyklus ein Volumen zwischen 300 und 100 cnr ab, was das erforderliche Volumen darstellt. Die Pumpen sind somit implantierbar. Dies ist jedoch nicht unbedingt erforderlich, denn die Herzpumpen gemäß der Erfindung können auch als Einrichtung zur Unterstützung des Herzens außerhalb des Körpers oder auch zur Zirkulation des Blutes während eines Herzeingriffes verwendet werden.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der künstlichen Herzen gemäß der Erfindung liegt in der Tatsache, daß kein Rest zwischen Raum vorhanden ist. Alles Blut, das in den Hohlraum angesaugt wird, wird abgegeben. Aufgrund der Tatsache, daß die ständige Berührung des Rotors mit der Innenwand des Hohlraumes innerhalb einer festen engen Grenze bleibt, kann man die Ansaug- und Drucköffnungen unmittelbar auf beiden Seiten dieses festen Bereiches anordnen und relativ große öffnungen erhalten, die keine hohen Ladungsverluste ergeben.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren 1 bis 15 beispielsweise erläutert. Es zeigt:

Figur 1 und 2 geometrische Darstellungen zur Definition einer Hypotrochoide und ihrer Umhüllenden,

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Figur 3 bis 5 Querschnitte einer bevorzugten Ausführungsform der Pumpe eines ganzen künstlichen Herzens,

Figur 6 bis 9 Kurvendiagramme, aus denen die Veränderungen verschiedener Parameter und die Anwendungsbereiche einer Pumpe entsprechend den Figuren 3 bis 5 hervorgehen,

Figur 10 und 11 Darstellungen der Blutzirkulation bei einem natürlichen Herzen und einem ganzen künstlichen Herzen,

Figur 12 eine Ausführungsform eines halben künstlichen Herzens, und

Figur 13 bis 15 einen Horizontalschnitt und eine rechte und eine linke Vorderansicht eines in einen Brustkorb eingesetzten Herzens.

Es wird daran erinnert, daß Trochoide Kurven sind, die von einem Punkt eines Scheibenradius R1 erzeugt werden, die gleitfrei auf dem Umfang eines festen Kreises mit dem Radius R2 rollt. Man unterscheidet die Epitrochoide, die von einem Punkt einer Scheibe erzeugt werden, die auf der Außenseite des festen Kreises rollt, und den Hypotrochoiden, die von einem Punkt einer Scheibe erzeugt werden, die auf der Innenseite eines Kreises läuft, Die Trochoide sind Kurven, die gebildet werden, sobald das Verhältnis η zwischen dem Radius R2 und dem festen Kreis und dem Radius R1 der beweglichen Scheibe eine ganze Zahl ist.

R2
Im Falle von η = τρτ = 3 erhält man Epotrochoide oder dreikeulige Hypotrochoide mit drei Spitzen.

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R?
Im Falle von η = ψ^ = 2 erhält man zweikeulige ovale Epitrochoide oder Hypotrochoide.

Die künstlichen Herzen gemäß der Erfindung haben nur dreikeulige Rotoren, die unter bestimmten Bedingungen zwei feste, schmale Bereiche ständiger Berührung des Rotors und der Umhüllung, die somit ein Modell eines ganzen Herzens darstellen, sowie zweikeulige Rotoren, die unter bestimmten Bedingungen einen festen, schmalen Berührungsbereich des Rotors und der Umhüllung aufweisen, die somit ein Modell eines halben Herzens darstellen. Gruppiert man zwei künstliche halbe Herzen zusammen, deren beide zweikeulige Rotoren von der gleichen Welle angetrieben werden, erhält man ein ganzes künstliches Herz.

Figur 1 ermöglicht es, geometrisch eine Hypotrochoide mit drei Spitzen zu definieren und daraus die parametrische Gleichung bezüglich zweier senkrechter Achsen OX und OY aufzustellen.

Der Kreis 1 mit der Mitte 0 und dem Radius R2 ist ein fester Kreis. Am inneren Umfang dieses Kreises rollt gleitfrei eine Scheibe 2 mit der Mitte O¹ und dem Radius R1 =

Die Hypotrochoide ist die Kurve C, die von einem Punkt M der Scheibe erzeugt wird.

Man setzt O¹M = e und R = R2 - R1, wobei e die Exzentrizität und R der Radius der Hypotrochoide ist.

Man wählt als Achse OX eine der ternären Symmetrieachsen der Hypotrochoide, die durch eine deren Spitzen verläuft, die dem Fall entspricht, bei dem die Punkte

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0,0Ό und Mo auf einer Linie liegen, wobei der Punkt Mo außerhalb des Segmentes 0,0Ό liegt.

Figur 1 zeigt strichpunktiert die Ausgangslage der Scheibe 2 und in durchgehenden Linien die Lage, die sie einnimmt, wenn der Berührungspunkt der Scheibe 2 und des Kreises 1 einen Winkel X durchlaufen hat. In dieser zweiten Lage hat sich der Radius O¹M um einen Winkel ß = 3χ aufgrund der Gleichheit der durchlaufenen Bogen gedreht. Der Vektor OM ist gleich 00' + O¹M.

Diese beiden Beziehungen ermöglichen es, die parametrischen Gleichungen der Koordinaten χ und y des Punktes M aufzustellen:

x = R cos.χ + -Tj cos 2 x

- sin.* + -ö sin 2x \

2e
b = ^- wird als reduzierte Exzentrizität bezeichnet.

Eine Herzpumpe gemäß der Erfindung hat einen Stator, dessen zylindrische Innenfläche einen Querschnitt hat, der die Umhüllende der zuvor definierten Hypotrochoide ist, wenn deren Schwerpunkt sich längs eines Kreises verstellt und die Hypotrochoide sich in der gleichen Richtung auf sich selbst mit einer dreimal weniger hohen Winkelgeschwindigkeit dreht, so daß der Schwerpunkt eine vollständige Umdrehung durchgeführt hat, jede Spitze der Hypotrochoide den Platz der folgenden eingenommen hat.

Figur 2 ermöglicht es, diese Umhüllende zu definieren und die parametrische Gleichung bezüglich der Achsen OX und OY aufzustellen.

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Der Schwerpunkt G der Hypotrochoide durchläuft einen Kreis 3 mit der Mitte 0 und dem Radius e und gleichzeitig dreht sich die Hypotrochoide C um sich selbst um die Mitte G mit einer dreimal kleineren Winkelgeschwindigkeit und in der gleichen Richtung.

Man wählt für die Achse OX eine der Achsen OG, die durch eine Spitze So der Hypotrochoide verläuft. In Figur 2 ist die Ausgangslage der Hypotrochoide Co mit der Mitte Go strichpunktiert und die Lage C1, in der die Mitte G sich in trigonometrischer Richtung um den Winkel 3^ gedreht hat, während die Achse GoSo bei GS angekommen ist und sich in der gleichen Richtung um den Winkel φ gedreht hat.

Die verschiedenen Lagen der Hypotrochoide umfassen eine innere und eine äußere Umhüllende. Die Erzeugende des Stators einer Pumpe gemäß der Erfindung ist die äußere Umhüllende E.

Die parametrische Gleichung der Hypotrochoide, die diese gleichzeitigen Translations- und Rotationsbewegungen durchführt, ist:

X = R cos (jzf-oc) + -^ cos (2α*+ίΟ + -^ °os 3tf

Y = R

sin (jzi-O + \ sin (2-xa-fi) + |· sin

Die parametrische Gleichung der Umhüllenden E ist: X « Rcosß 1+b I +cosß (i-b²sin²ß)¹/² - bsin²ß Y = Rsinß pl+b "+cosß (1-b²sin²ß)^1/2 + bcos²ß|l

wo ho i B= ei -

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Diese Gleichung definiert die beiden Umhüllenden, und man wählt als Erzeugende des Stators die äußere Umhüllende. Diese Umhüllende ist einer Epitrochoide ähnlich, jedoch nicht gleich, da nicht ständig die gleichen Punkte des Rotors mit der Umhüllenden in Berührung stehen.

Die Berechnung der Gleichung der Umhüllenden ermöglicht es, daß auf der Umhüllenden die folgende Beziehung erfüllt wird:

sin (3tf - 2ß) = bsinß, was o<b = ~- ζ Λ erfordert.

Die Gleichungen der Umhüllenden und der Hypotrochoide in Bewegung zeigen, daß zwei Punkte M1 und M2 auf OY im Abstand 0 = + R liegen, wo die Hypotrochoide in Bewegung ständig die Umhüllende berührt. Diese Eigenschaft ist wichtig. Daraus ergibt sich, daß die Hypotrochoide in Bewegung die Umhüllende begrenzt, wobei zwei Paare Hohlräume auf beiden Seiten der Erzeugenden liegen, die durch diese beiden Punkte verlaufen, die eine ständige und feste Trennung zwischen diesen beiden Paaren bilden. In jedem Paar nimmt einer der Hohlräume dem Volumen nach zu, während der andere abnimmt. Dies ist eine wichtige Analogie zum Herzen, das ebenfalls aus zwei getrennten Herzen besteht, einem rechten und einem linken, wobei jede Hälfte in zwei Kammern getrennt ist, das Herzohr und den Ventrikel.

Die vorherigen Gleichungen zeigen, daß die größte Breite L des Innenraumes der Umhüllenden sich an deren Schnittpunkt mit der Achse OX befindet und die Größe L = 2R (1+b) hat.

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Zu beiden Seiten sind feste Punkte der seitlichen Oberflächen vorhanden, die vom Rotor abwechselnd bedeckt und freigegeben werden und die es ermöglichen, Ein- und Auslaßöffnungen ohne Verwendung von Klappen zu schaffen.

Die maximale Breite dieser Oberflächen, gemessen parallel zur Achse OX entspricht einer Lösung der Gleichung:

sin (3rf - 2ß) b sin ß für rf - J

aus der sich vier Punkte ergeben, die zu zweien bezüglich der Achse 07 symmetrisch sind und als Abszisse X » + R J- (2 - b²) haben.

Die Figuren 3 bis 5 zeigen verschiedene Querschnitte einer Herzpumpe gemäß der Erfindung.

Diese hat einen Pumpenkörper 4, der einen Hohlraum 5 begrenzt, der die Form eines zylindrischen Volumens der Höhe h hat, dessen Erzeugende an einer Erzeugungskurve E anliegen, die eine Umhüllende der Hypotrochoide gleich der Kurve E der Figur 2 ist.

Innerhalb des Hohlraumes 5 ist ein Rotor 6 angeordnet, der ein zylindrisches Volumen der Höhe h hat, dessen Erzeugende an einer Erzeugungskurve C anliegen, die eine Hypotrochoide gleich der Hypotrochoide C der Figur mit dem Schwerpunkt G ist.

Der Rotor wird auf einer kreisförmigen Translationsbewegung um die Mitte 0 von zum Beispiel OG = e angetrieben, so daß die Mitte G einen Kreis mit der Mitte 0 und dem Radius e durchläuft. Gleichzeitig wird der Rotor 6 um die Mitte G in der gleichen Richtung und mit einer Drehgeschwindigkeit dreimal kleiner als die

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Drehgeschwindigkeit der Mitte G angetrieben.

Auf diese Weise gibt die Bewegung des Rotors 6 diejenige der Hypotrochoide C der Figur 2 wieder, und die Innenseite E des Hohlraumes 5 ist die Umhüllende des Eotors während dieser Bewegung.

Figur 3 zeigt die festen Punkte M1 und M2, die den beiden Erzeugenden entsprechen, längs denen der Rotor den Stator ständig berührt.

Auf jeder dieser beiden Linien hat der Pumpenkörper ein Teil 7 und 8 aus elastomerem Material, das mit Lippen 7a und 8a versehen ist, die tangential am Rotor anliegen. Zwischen den nachgiebigen Lippen 7a und 8a und den Teilen 7 und 8 befindet sich eine Rille 7b und 8b, um eine Rückbewegung der Lippen zu ermöglichen, und diese Rillen liegen auf der Seite gegenüber dem Angriffsrand der Lippen durch den Rotor.

Zu beiden Seiten der Erzeugenden M1 und M2 hat der Pumpenkörper vier zylindrische Kanäle 9 bis 12. Jeder der beiden Kanäle hat einen Längsschlitz der Höhe h, der durch eine Leitung 9a bis 12a mit konvergierendem Längsprofil mit einer öffnung 9b bis 12b verbunden ist. Diese öffnungen münden in den Hohlraum 5 unmittelbar zu beiden Seiten der Erzeugenden M1 und M2.

Die Kanäle 9 und 11 sind Druckkanäle, während die Kanäle 10 und 12 Ansaugkanäle sind, deren Volumen größer ist. Die Kanäle 9 und 10 entsprechen einem halben Herzen, zum Beispiel der linken Hälfte, während die Kanäle 11 und 12 der rechten Hälfte entsprechen.

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Die Figuren 4- und 5 zeigen einen Querschnitt des Aufbaus des Pumpenkörpers, der aus einem zentralen Teil 4-a mit der Breite h besteht, das zwischen zwei Seitenplatten 4-b und 4-c angeordnet ist.

Bolzen 13 durchqueren den Körper 4-a und die Platten, und auf die Bolzen geschraubte Muttern halten den Körper 4-a und die Platten 4-b und 4c abgedichtet zusammen.

Figur 5 zeigt, daß eine der Platten, zum Beispiel die Platte 4-c, vier Öffnungen hat, wie die Öffnungen 12c und Hc, die jeweils mit einem der Kanäle 9 bis 12 verbunden sind. Jede der Öffnungen ist mit einem flexiblen Rohrstück 12d und 11d verbunden. Die Rohrstücke 11d und 12d entsprechen einer Herzhölfte. Das Rohrstück 1 ld ist mit der Lungenarterie und das Rohrstück 12d mit dem rechten Herzohr verbunden . In dpr gleichen Weise ist

das Rohrstück 9d mit der Aorta verbunden, während das Rohrstück 1Od an das linke Herzohr angeschlossen ist.

Die maximale Breite L der Öffnungen 9b bis 12b entspricht der maximalen Breite der Kammern zu beiden Seiten der Pumpe M1 und M2, die, wie gezeigt wurde, durch die Formel L = Rjr (2-b ) gegeben ist. Diese Breite durchläuft somit ein Maximum für b =\/^r = 0,82.

Die Figuren 3 und 4- zeigen die Antriebsvorrichtung des Rotors 6 der Pumpe. Diese entspricht einer Antriebswelle 15 mit der Achse z-z1, die durch den Punkt 0 der Figur 3 verläuft. Diese Welle wird von einem Motor mit einstellbarer Geschwindigkeit gedreht, der nicht gezeigt ist. Die Änderung der Geschwindig-

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keit des Motors ermöglicht es, den Puls zu ändern und die Blutdurchsatzmenge in Abhängigkeit vom Bedarf des Organismus zu regulieren.

Die Welle 15 durchquert die Platte 4b und wird von einem Antifriktionsring 16 gehalten. Eine Lippendichtung 17 stellt die Dichtheit der Durchquerung sicher.

Die Welle 15 hat zwei kreisförmige exzentrische Scheiben 18 und 19, deren Mitte auf einer Achse u-u1 parallel zur Achse z-z1 liegt und von dieser um die Strecke e entfernt ist. Der Rotor 6 ist von einer zentralen Bohrung 20 mit der Mitte G durchsetzt und hat den gleichen Außendurchmesser wie die Scheiben 18 und 19- Die Welle mit den Scheiben 15 ist in diese Bohrung mit einem sehr geringen Spiel eingesetzt.

Wenn die Welle 15 gedreht wird, wird der Schwerpunkt G des Rotors längs eines Kreises mit der Mitte 0 und dem Radius e in einer kreisförmigen Translationsbewegung angetrieben. Der Rotor liegt am Stator E an und die Gegenwirkung des Stators ist normalerweise ausreichend, um den Rotor zur Drehbewegung um die Mitte G mit einer Drehgeschwindigkeit dreimal kleiner als die Winkelgeschwindigkeit der Verstellungen der Mitte G auf ihrer kreisförmigen Bahn zu veranlassen. TJm die Drehung des Rotors um seine Mitte zu erleichtern und die Reibungskräfte an der Innenwand des Stators zu verringern, wird die Drehung des Rotors vorzugsweise unterstützt.

Hierzu hat der Rotor an seinen Enden einen Zahnkranz 21, der am Innenumfang der Bohrung 20 angeordnet ist. Ein festes Zahnrad 22 koaxial zur Welle ist auf dem

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Körper angeordnet. Das Verhältnis zwischen den Radien des Zahnkranzes 21 und des Zahnrades 22 ist 3/2, so daß der Zahnkranz 21 gleitfrei auf dem Zahnrad läuft und sich um seine Mitte mit einer Winkelgeschwindigkeit gleich einem Drittel der Winkelgeschwindigkeit der Welle dreht.

Figur 3 ist ein Querschnitt der Figur 4- längs der gebrochenen Linie HI-III, die in der oberen Hälfte des Körpers A- durch die Scheibe 19 und in der unteren Hälfte durch den Zahnkranz 21 und das Zahnrad 22 verläuft.

Der Radius r der Bohrung 20 und der Scheiben 18 und 19 muß kleiner als der Radius des eingeschriebenen Kreises der Hypotrochoide sein (r<R - e .<R (1—tj·)).

Die Exzentrizität e dieser Scheiben 18 und 19 muß erheblich kleiner als r sein: e = -J^. <R (1 -^) und damit b <1.

Im Falle der Verwendung eines Zahnkranzes und eines festen Zahnrades mit Radien im Verhältnis 3/2 zur Unterstützung der Drehbewegung des Motors muß b kleiner 0,5 sein.

In der Praxis wählt man b nahe 0,4.

Figur 6 ist ein Kurvendiagramm, das die Änderung in Abhängigkeit von b, aufgetragen auf der Abszisse, des Volumens vm zeigt, das für jede Pulsation von einer Pumpe abgegeben wird, deren Radius R und deren Höhe h gleich 1 sind.

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Um das abgegebene Volumen zu erhalten, liest man in diesem Diagramm den Wert von vm entsprechend der

2 Größe von b und multipliziert vm mit R und h.

Pur b = 0,4 beträgt vm etwa 1,33 und das abgegebene Volumen pro Pulsation ist im wesentlichen gleich

Das abgegebene Volumen nimmt proportional zu h ebenso wie zum Durchgangsquerschnitt der öffnungen zu. Man kann daher einen konstanten Radius R wählen, um die Bearbeitung des Rotors und des Stators zu erleich tern, und nur die Breite h ändern, um die Herzpumpe einer Einzelperson anzupassen, da man weiß, daß das notwendige Volumen pro Pulsation zwischen 30 und

cur entsprechend dem Alter und der Größe der Einzelpersonen schwankt. Der Ladungsverlust über diese öffnungen bleibt konstant.

Figur 7 zeigt die Änderung der Durchsatzmenge Q, ge-

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messen in Cm .s in Abhängigkeit von der Zeit für eine Drehgeschwindigkeit des Rotors um sich selbst von 60 U/Min., d.h. 180 Pulsationen pro Minute, für eine einheitliche Breite, einen Radius R = 2, und eine reduzierte Exzentrizität b = -p. Diese Kurve zeigt das pulsierende Verhalten der momentanen Durchsat zmenge und auch, daß die Wahl einer Herzpumpe gemäß der Erfindung es ermöglicht, die wesentliche physiologische Notwendigkeit zu erfüllen, die darin besteht, eine pulsierende Durchsatzmenge entsprechend der zu erhalten, die das Herz erzeugt.

Ein sehr wichtiger Paktor einer Herzpumpe ist der Ladungsverlust über die Ansaugöffnungen, da es zwingend ist, daß der maximale Druckabfall in den Ansaug-

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kammern nicht unter einen Schwellwert fällt, der etwa 10 Millibar beträgt, da über diesem Schwellwert Blutzersetzungserscheinungen durch Hämolyse auftreten.

Figur 8 zeigt die Änderungen Δ ο des Druckabfalles bei der Ansaugung, gemessen in cm Wassersäule in Abhängigkeit von der Exzentrizität b für einen Einheitsradius.

Für einen bestimmten Radius R ist der Druckabfall Λ ρ gleich Δ ο.R².

Figur 8 zeigt die Druckabfallentwicklung bei der Ansaugung für drei Pulsfrequenzen 60, 120 und 180. Der Druckabfall .Δο schwankt mit dem Quadrat der Frequenz.

Die physiologischen und technischen Grenzen, die eine Herzpumpe gemäß der Erfindung erfüllen muß, sind folgende :

Der Antrieb des Rotors durch einen Zahnkranz und ein festes Zahnrad mit Radien im Verhältnis 3/2 erfordert b<0,5-

Da die Zahnung der Zahnradübersetzungen bestimmte Grenzen nicht überschreiten kann, wählt man eine Exzentrizität von b = 0,4-, was zu einer Pumpe führt, die innerhalb eines Zylinders mit der Höhe h und dem Durchmesser L = 2,8 R liegt. Diese Abmessungen müssen sehr gering bleiben, um die Implantation in den Brustkorb zu ermöglichen. Die Drehgeschwindigkeit, die die Pulsfrequenz bestimmt, muß mit dem Puls der Person bzw. des Lebewesens übereinstimmen, in die bzw. das die Pumpe implantiert wird, und da die Regulierung der Durchsatzmenge durch eine Änderung der Frequenz erhalten wird,

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muß man eine maximale Frequenz dreimal so groß wie die Grundfrequenz vorsehen.

Das systolische Abgabevolumen AY hängt vom Alter und dem Gewicht der Person ab. Es kann zwischen 30 und 100 cnr entsprechend den einzelnen Personen schwanken und hängt von der Höhe h und dem Radius R entsprechend der Beziehung ZW = 1,33-h»R ab.

Der maximal zulässige Druckabfall Δρ bei der Füllung muß unter 10 cm Wassersäule bleiben. Wenn man die Höhe h ändert, ändert sich .Ip nicht. Λρ hängt dagegen von der Frequenz N und dem Radius R entsprechend einer

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Beziehung der Form Ap = K.N .R ab.

Diese Formel zeigt, daß zur Berücksichtigung eines maximalen Ap, wenn die Frequenz Ή zunimmt, R sehr rasch abnehmen muß.

Figur 9 ist ein Kurvendiagramm, das auf der Abszisse die Werte der Höhe h und auf der Ordinate die Werte des Radius R und der maximalen Breite L, gemessen in cm, angibt.

Die Kurven, die die Änderungen von L und R in Abhängigkeit von h für verschiedene systolische Durchsatzmengen AV von 10 bis 100 cnr angeben, sind dargestellt.

Die horizontalen gestrichelten Linien geben die oberen maximalen Grenzen entsprechend einem Druckabfall Δρ = 10 cm Wassersäule für verschiedene Pulsfrequenzen von 60 bis 240 Pulsschlägen pro Minute an.

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Als Zahlenbeispiel zeigt bei einer Wahl von b = 0,4, einem systolischen Volumen Δ V = 70 cnr und einer Höhe von h = 10 cm das Diagramm der Figur 9» daß für eine maximale Pulsfrequenz unter 150 man einen Punkt A des Diagramms entsprechend einer Pumpe mit einem Radius R = 23 mm bei einem Platzbedarf mit einer Breite von L = 60 mm wählen kann. Man erreicht Wert der Durchsatzmenge und der Pulsfrequenz, die mit der Blutzirkulation des Menschen kompatibel sind, mit einer Pumpe, deren Abmessungen in der Größenordnung der eines Herzens liegen.

Man kann auch einen etwas größeren Radius R mit zum Beispiel R = 30 mm immer noch bei b = 0,4 wählen.

In diesem Falle gelangt man auf den Punkt B, der ΔV = 60 cm , h = 55 mm und L = 85 mm entspricht.

Man gelangt zu einer kompakteren Pumpe, jedoch können die Pulsfrequenzen 120 Pulsschläge in der Minute nicht überschreiten.

Die Diagramme zeigen, daß bei der Konstruktion von Rotoren mit einem Radius R zwischen 20 und 35 mm und einer Gesamtbreite L zwischen 45 und 100 mm es im günstigsten Falle möglich ist, Pulsfrequenzen in der Größenordnung von 100 bis 180 Pulsschlägen pro Minute zu erreichen und die Durchsatzmenge der systolischen Abgabe zwischen 30 und 100 cmr durch Änderung der Höhe h zwischen 50 und 150 mm zu ändern, was es ermöglicht, den größten Teil der in der Praxis auftretenden Fälle bei einem Verbleib innerhalb von Abmessungen, die eine Implantation ermöglichen, zu erfassen.

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Die Berechnungen zeigen, daß die notwendige Leistung zum Antrieb einer Pumpe gemäß der Erfindung in der Größenordnung von 3,5 Watt liegt, und daß der Leistungsverbrauch in der Größenordnung von 1,2 Joule pro Pulsschlag liegt.

Figur 10 zeigt ein allgemeines, bekanntes Schema des Blutkreislaufes. Dieses Schema zeigt ein menschliches Herz, von vorne gesehen, mit dem rechten Aurikel OD, an dem die Hohlvenen VC münden, dem rechten Ventrikel VD, von dem die Lungenarterie AP ausgeht, dem linken Aurikel OG, an dem die Lungenvenen VP münden und den linken Ventrikel VG, von dem die Aorta AO ausgeht.

24 bezeichnet das Herz, 25 die Lunge und 26 die Kapillargefäße.

Figur 11 zeigt ein entsprechendes Schema der Verbindungen eines ganzen künstlichen Herzens entsprechend der Figuren 3 bis 5 mit den Blutgefäßen. Der Hohlraum ist in zwei Hälften geteilt, die durch den Rotor ständig getrennt sind, der den Körper längs zweier fester Bereiche M1 und M2 ständig berührt, die einander diametral gegenüberliegen. Die Halbpumpe links von der Trennlinie ΓΊ1 und M2 bei Betrachtung der Figur hat zwei Öffnungen, eine Ansaugöffnung, die mit der Hohlvene VC verbunden ist, und eine Drucköffnung, die mit der Lungenarterie verbunden ist. Diese Halbpumpe ersetzt die linke Herzhälfte. Die andere Halbpumpe, die rechts von der Trennlinie M1, M2 liegt, hat eine Ansaugöffnung, die mit den Lungenvenen VP verbunden sind, und eine Drucköffnung, die mit der Aorta AO verbunden ist; diese Halbpumpe ersetzt die linke Herzhälfte.

Es wird nun ein ganzes künstliches Herz mit einem dreikeuligen Hypotrochoidrotor beschrieben. Im Falle eines

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dreikeuligen Epitrochoidrotors wie bei einem Wankel-

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motor, wenn die reduzierte Exzentrizität b = -g— zwischen 0 und 0,5 liegt, bleibt der Rotor ständig mit den beiden festen und schmalen Bereichen des Stators in Berührung, die die gleiche Funktion wie die beiden Linien M1 und M2 haben. Man kann auch ein ganzes künstliches Herz konstruieren, das zwischen die Blutgefäße entsprechend dem Schema der Figur 11 geschaltet ist und das einen Rotor in Form einer dreikeuligen Epitrochoide mit einer reduzierten Exzentrizität b zwischen 0 und 0,5 hat.

Figur 12 zeigt eine andere Ausführungsform einer künstlichen Herzhälfte. Bei dieser hat der zylindrische Rotor 27 mit der Mitte G' einen Querschnitt in Form einer zweikeuligen Trochoide, zum Beispiel einer zweikeuligen Hypotrochoide im Falle der Figur.

Wie aus der geometrischen Darstellung der Figur Λ hervorgeht, ist eine zweikeulige Hypotrochoide die geschlossene Kurve, die von einem Punkt M der Scheibe 2 mit dem Radius R1 durchlaufen wird, die innerhalb des

R? festen Kreises 1 mit dem Radius R2 rollt, wenn τρτ = 2. Der Abstand O¹M = e und R2-R1 = R1.

Die parametrischen Gleichungen bezüglich der Achsen OX und OY sind nun:

X = (R1 + e) cos υ
Y = (E1 - e) sin Oi.

Der Pumpenkörper 28 begrenzt einen zylindrischen Hohlraum 29, dessen Querschnitt die äußere Umhüllende des Rotors 27 ist, wenn dieser gleichzeitig einen kreisförmige Translationsbewegung mit dem Radius e und eine

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Eotationsbewegung um seine Mitte G¹ mit einer Winkelgeschwindigkeit der gleichen Richtung wie die kreisförmige Translationsbewegung und halb so groß wie diese durchführt.

Wenn die reduzierte Exzentrizität b = 4pr zwischen 0 und 0,33 liegt, bleibt der Rotor mit einem festen, schmalen Bereich M3 des Körpers in Berührung, der mit einem elastischen Material zur Verbesserung der Dichtheit versehen sein kann.

Der Körper 28 hat zwei Längsöffnungen 30 und 31? auf beiden Seiten des Bereichs M3 angeordnet sind und sich über die gesamte Höhe h des Körpers 28 erstrecken. Die öffnung 30, die die Ansaugöffnung ist, ist mit einem Schlitz einer zylindrischen Leitung 32 verbunden, die durch eine kreisförmige Naht 33 zum Beispiel mit der Aorta OA im lalle einer linken Herzhälfte oder der Lungenarterie im Falle einer rechten Herzhälfte verbunden ist.

Die Öffnung 31» die die Ansaugöffnung ist, ist durch eine verformbare Leitung 34» zum Beispiel eine Leitung mit Wellen in Form eines Blasbalges, verbunden, die durch eine Umfangsnaht 35 mit dem linken Aurikel OG im Falle der Figur 12 oder dem rechten Aurikel im Falle einer rechten Herzhälfte verbunden ist, nachdem man den entsprechenden "Ventrikel abgenommen hat.

Diese Ausführungsform ist dann vorzusehen, wenn man nur eine Herzhälfte ersetzen will. Man kann auch ein ganzes künstliches Herz schaffen, indem man zwei künstliche Herzhälften wie in Figur 12 zusammensetzt. Dabei hat der Körper 28 zwei gleiche zylindrische Hohlräume, die auf einer Linie liegen und durch eine Querwand getrennt sind. In jedem Hohlraum befindet sich

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ein identischer zweikeuliger Rotor und die beiden Rotoren sind auf der gleichen Antriebswelle zur Rotations- und kreisförmigen Translationsbewegung gelagert. Jeder Hohlraum hat zwei öffnungen, eine Ansaug- und eine Drucköffnung untersetzt eine Herzhälfte, und die beiden Herzhälften wirken synchron und in Phase.

Die Figuren 13» 14 und 15 zeigen ein ganzes künstliches Herz implantiert in den Brustkorb eines Patienten. Die Drehachse z-z1 des Rotors parallel zur Erzeugenden des Rotors und des Körpers ist im wesentlichen vertikal angeordnet. Aufgrund dieser Anordnung schwankt auch der in der Höhe verfügbare Platz, der sich im gleichen Sinne wie die Größe der einzelnen Personen ändert, in der gleichen Richtung wie die Höhe h des künstlichen Herzens.

Die Implantatation des künstlichen Herzens erfolgt entsprechend der bekannten chirurgischen Technik, nach der die beiden Ventrikel abgenommen und die beiden Ansaugöffnungen des künstlichen Herzens an die Aurikel angeschlossen werden.

Figur 13 zeigt den Pumpenkörper 4 und den Rotor 6. Die beiden Drucköffnungen sind an kreisförmige Leitungen 36 und 37 angeschlossen, die mit der Aorta AO bzw. der Lungenarterie AP verbunden sind. Die beiden Ansaugöffnungen sind durch verformbare Leitungen und 39 mit dem rechten Aurikel durch eine Umfangsnaht 38a und dem linken Aurikel durch eine Umfangsnaht 39a verbunden. Eine öffnung 40 verbindet die beiden Leitungen 38 und 39 und dient dazu, einen Nebenschlußweg vom linken Aurikel zum rechten Aurikel zu schaffen, um das

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Gleichgewicht der Durchsatzmengen wieder herzustellen.

Figur 14- ist eine Ansicht von links, die den rechten Aurikel OD zeigt, an dem die obere Hohlvene VCS und die untere Hohlvene VCI mündet, die durch eine Naht 38a an die verformbare Leitung 38 angeschlossen ist. Die Aorta AO ist mit der Leitung 36 und die Lungenarterie AP ist mit der Leitung 37 verbunden.

Figur 15 zeigt eine Darstellung von rechts, aus der das künstliche Herz 4- und der linke Ventrikel OG hervorgeht, an dem die Lungenvenen VP münden, und der durch eine Umfangsnaht 39a an die verformbare Leitung 39 angeschlossen ist, die ihn mit der Ansaugöffnung der Pumpe verbindet.

Die benachbarte öffnung, die die Drucköffnung ist, ist durch die verformbare Leitung 37 mit der Lungenarterie AP verbunden.

Claims

Patentansprüche

Künstliches Herz, bestehend aus wenigstens einem zylindrischen Rotor und einem Körper, der wenigstens einen zylindrischen Hohlraum begrenzt, in dessen Innerem der Rotor angeordnet ist, wobei der Querschnitt des Rotors und des Hohlraumes, der ihn enthält, eine Trochoide bzw. eine Umhüllende der Trochoide ist, wenn der Rotor gleichzeitig zu einer kreisförmigen Translations- und einer Rotationsbewegung um seine Mitte angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotoren mit einer gleichmäßigen Geschwindigkeit gedreht werden, deren Drehzahl pro Minute .gleich dem üblichen Pulsschlag eines Patienten

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ist, daß die Trochoide derart geformt ist, daß der Rotor mit der Innenwand des Hohlraumes, der ihn enthält, innerhalb wenigstens eines schmalen, festen Bereiches (MI oder M2) parallel zu den Erzeugenden im wesentlichen abgedichtet in ständiger Berührung steht, und daß der Körper zu beiden Seiten des festen Bereiches zwei Längsöffnungen (9b, 10b; 1^b, 12b) aufweist, die mit dem Venensystem bzw. einer in das Herz mündenden Arterie des Patienten verbunden sind.
2. Künstliches Herz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es einen einzigen Rotor (6) aufweist, dessen Querschnitt eine dreikeulige Trochoide (c) ist, die mit der Innenwand des Hohlraumes innerhalb zweier schmaler fester Bereiche (M1, M2) parallel zu den Erzeugenden und diametral gegenüberliegend im wesentlichen abgedichtet in ständiger Berührung steht, so daß der Hohlraum in zwei Halbpumpen unterteilt ist, die durch den Rotor ständig getrennt sind, und daß der Körper vier Längsöffnungen (9b, 10b, 11b, 12b) aufweist, die paarweise auf beiden Seiten der festen Bereiche nahe diesen angeordnet sind, daß die beiden öffnungen einer Halbpumpe, die die rechte Herzhälfte ersetzen, durch Leitungen mit den Hohlvenen bzw. der Lungenarterie des Patienten verbunden sind, uüd daß die beiden öffnungen der anderen Halbpumpe, die die linke Herzhälfte ersetzen, durch Leitungen mit den Lungenvenen bzw. der Aorta des Patienten verbunden sind.
3- Künstliches Herz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des

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Rotors eine Hypotrochoide (c) mit drei Spitzen und einer Exzentrizität (e) ist, und daß der Körper einen zylindrischen Hohlraum begrenzt, dessen Querschnitt die äußere Umhüllende des Rotors ist, wenn dieser gleichzeitig zu einer kreisförmigen Translationsbewegung mit dem Radius (e) und einer Rotationsbewegung um seine Mitte im gleichen Sinne mit einer Winkelgeschwindigkeit gleich einem Drittel der Winkelgeschwindigkeit der kreisförmigen Translationsbewegung angetrieben wird.
4. Künstliches Herz nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die reduzierte Ex-

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zentrizität (b = ^-) der Hypotrochoide zwischen 0 und 0,5 liegt.
5. Künstliches Herz nach einem der Ansprüche 2 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen (9b bis •12b) sich über die gesamte Höhe h des Körpers erstrecken, und daß jede mit einem Schlitz (9a bis 12a) einer verformbaren Leitung (9 bis 12) verbunden ist, wobei diese Leitungen an die Lungenarterie bzw. den rechten Aurikel nach Abnahme des rechten Ventrikels für die öffnungen einer Halbpumpe und die Aorta und den linken Aurikel nach Abnahme des linken Ventrikels für die öffnungen der anderen Halbpumpe angeschlossen sind.
6. Künstliches Herz nach Anspruch 5_? dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Leitungen (9, 10), die mit der Aorta bzw. der Lungenarterie verbunden sind, einen geringeren Querschnitt als die Leitungen (tO, 12) haben, die mit den Aurikeln verbunden sind.

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7· Künstliches Herz nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennz eichn et, daß der Pumpenkörper (2) diametral gegenüberliegende Dichtungen (7, 8) hat, die längs der festen Bereiche (M1, M2) liegen und jeweils eine Dichtlippe (8a) aufweisen.
8. Künstliches ganzes Herz, das in einen menschlichen Körper implantierbar ist, nach einem der Ansprüche 3 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Hypotrochoide (c), die den Eotor bildet, einen Radius R zwischen 20 und 35 mm und eine Höhe h hat, die entsprechend den einzelnen Personen zwischen 50 und 150 mm schwankt, um systolische Abgabevolumina zwischen 30 und 100 er erhalten zu können.
9· Künstliches halbes Herz nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen einzigen Rotor, dessen Querschnitt die Form einer zweikeuligen Trochoide mit einer Exzentrizität (e) hat, daß die Innenwand des Hohlraumes die Umhüllende des Rotors ist, wenn dieser gleichzeitig zu einer kreisförmigen Translationsbewegung mit dem Radius (e) und einer Rotationsbewegung um seine Mitte im gleichen Sinne mit einer Winkelgeschwindigkeit halb so groß wie die Winkelgeschwindigkeit der kreisförmigen Translationsbewegung angetrieben wird, daß die reduzierte Exzentrizität (b = $pr) der Trochoide zwischen 0 und 0,33 liegt, so daß der Rotor mit der Innenwand des Hohlraumes innerhalb eines schmalen festen Bereiches im wesentlichen abgedichtet ständig in Berührung steht, und daß der Körper zwei Längsöffnungen hat, die auf beiden Seiten des festen

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Bereiches liegen, wobei die öffnungen durch Leitungen mit den Hohlvenen bzw. der Lungenarterie für die linke Herzhälfte und den Lungenvenen und der Aorta für die rechte Herzhälfte verbunden sind.
10. Künstliches ganzes Herz, bestehend aus zwei halben Herzen nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Körper, der zwei zylindrische gleiche Hohlräume begrenzt, die fluchten und durch eine Trennwand senkrecht zu den Erzeugenden getrennt sind, und durch zwei zylindrische gleiche Rotoren, die auf der gleichen Welle zum Antrieb zu einer Rotationsbewegung und einer kreisförmigen Translationsbewegung gelagert und jeweils in einem der beiden Hohlräume angeordnet sind.

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