DE3234572A1 - Pumpvorrichtung fuer die implantation in einen menschlichen oder tierischen koerper - Google Patents

Pumpvorrichtung fuer die implantation in einen menschlichen oder tierischen koerper

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DE3234572A1 DE19823234572 DE3234572A DE3234572A1 DE 3234572 A1 DE3234572 A1 DE 3234572A1 DE 19823234572 DE19823234572 DE 19823234572 DE 3234572 A DE3234572 A DE 3234572A DE 3234572 A1 DE3234572 A1 DE 3234572A1
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Description

  • Pumpvorrichtung für die Implantation in einen menschlichen
  • oder tierischen Körper Die vorliegende Erfindung betrifft eine Pumpvorrichtung für die Implantation in einen menschlicher oder tierischen Körper gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Insbesondere bei an Herzinsuffizienz tzw. mangelhafter Herz funktion leidenden Menschen ist die Mertalität sehr hoch, da Erkrankungen dieser Art in vielen Fällen nicht heilbar sind.
  • Mit einer Herz-Lungen-Maschine kann die lferzfunktion, beispielsweise bei bestimmten operativen Eingriffen oder akuter Lebensgefahr, für kurze Zeit ersetzt werden. Weil die Anwendung einer solchen Herz-Lungen-Maschine auf den klinischen Bereich beschränkt ist bzw. auch einen hohen Aufwand erfordert, wird der Patient in seiner Bewegungsfreiheit beeinträchtigt, bzw. ist es nicht möglich, eine ausreichende Anzahl von Herz-Lungen-Maschinen zur Verfügung zu stellen.
  • Bei den in vielen Variationsformen vorkommenden verbreiteten Funktionsstörungen deC.; Herzens, angefangen von allgemeiner Herzinsuffizienz über Herzfehler, Herzinfarkt, Herzklappenentzündung, erzneurose, Herzverfettung bis zum Herzanfall,besteht ein dringendes Bedürfnis, die lebenswichtige Pumprunktion des Herzens zu unterstützen, bzw. zu ersetzen. Mit der so@enannten Herzverpflanzung kann diesem Bedürfni nur in brenztem Rahmen Rechnung getragen werden. da es einerse.ts an einer ausreichenden Anzahl von Spenderherzen mangelt, so daß sich lange Wartezeiten ergeben, andererseits die Möglichkeit der Abwchrreaktion des eigenen Korpers gegen fremdes Gewebe schr groß ist, so daß hier ein zusätzliches Risiko auftritt.
  • Die darüber hinaus eingesetzten sogenannten "künstlichen Herzen" stellen im Prinzip nichts anderes als eine klein ausgeführte Herz-Lingen-Maschine ohne Sauerstoff-Anreicherungsfunktion dar, und können ihre eigentliche Aufgabe, nämlich den patienten so unabhängig und leistungsfähig zu machen, wi e er es mit einem eigenen gesunden Herzen wäre, nur ir geringem Maße erfüllen, da einerseits durch die konstante Pumpleistung keine Anpassung an eine Kreislaufgerechte Blu tversorgung gegeben ist, und andererseits eine körperfremde Energiequelle benötigt wird. Bei einer Implantation auch der Energiequelle muß bei jeder Erschöpfung ein kritischer operativer Eingriff durchgeführt werden, um die Energiequelle zu wechseln.Ein solcher Wechsel muß relativ häufig erfolgen, da eine einen hohen Energieverbrauch bedingende hohe Pumpleistung für das Herz aufzubringen ist und auch in den in Betracht kommenden Körperhohlräumen sowohl vom Gewicht als auch vom Volumen her nur kleine Energiespeicher unterbringbar sind.
  • Das Risiko dieser o,)erativen Eingriffe wird dadurch erhöhe, daß es sich e:nerseits um Eingriffe in lebenswichtige Organfunktionen handelt und andererseits eine Infektion für einen gschwächten Kreislauf riskant ist.
  • Wird die Energiequelle außerhalb des Körpers vorgesehen, muß eine Energieübertragung in den Thoraxraum hinein bewirkt werden. Sowohl bei einer hydraulischen als auch bei einer elektrischen Speisung des künstlichen Herzens sind dabei Anschlüsse vorgesehen, die wegen ihrer Störungsanfälligkeit ein nedizinisches Risiko iiw. darstellen. Da der Patient außerdem ständig eine Energiequelle mitführen muß, stellt ein solches "künstliches Herz" keine geeignete Lösung dar.
  • Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, eine Pumpvorrichtung für die Implantation in einen menschlichen oder tierischen Körper derart zu schaffen, daß eine Entlastung eines von einer Körperflüssigkeit durchströmten Organes derart bewirkt wird, daß nicht nur eine die Genesung unterstützende Entlastung, sondern auch ein zusätzlicher Körperflüssigkeitstransport mit einer körpereigenen Energiequelle ermöglicht wird.
  • Diese Aufgabe wir durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Insbesondere ist es mit der neuen Pumpvorrichtung möglich, eine Unabhängigkeit von körperfremden Energiequellen zu erreichen. Da es sich bei dem zu implantierenden Material nicht um körperfremdes Gewebe handelt, ist eine kritische Immun- bzw. Abwehrreaktion des Körper. nicht zu befürchten.
  • Bei einer schwachen Herzmuskel-Kontral tionsleistung kann die Wirkung des nach wie vor (teil-)funktionsfähigen lierzens besonders vorteilhafaPstützt werden, daß eine solche Muskelgruppe zur Erzeugung der Pumpwirkung verwendet wird, die zumindest teilweise auch vegetativ gesteuert wird. Dabei eignet sich die durch das Atemzentrum gesteuerte Zwerchfellmuskelgruppe besonders, da diese einerseits eine genügende Kraftwirkung entfaltet, andererseits sich in ihrer näheren Umgebung ein als Widerlager zu verwendendes Körperorgan, nämlich die Leber, bef indet und anandererseits das Atemzentrum die Zwerchiellfunktion mit guter regelmäßigkeit teuer, so daß eine gleichmäßige Energieeinspeisung bewirkt wird. Darüber hinaus wird dadurch ein besonders vorteilhafter nattirlicher Regeleffekt ausgenutzt, da das Atemzentrum bei körperlicher Belastung ein stärkere Anregung der Zwerchfellmuskelgruppe bewirkt, dadurch automatisch die Leistung der Pumpvorrichtung erhöht und eine natürliche und körpergerechte Anpassung an die Versorgungserfordernisse ermöglicht. Durch geeignete flüssigkeitsmechan sehe Maßnahmen kann der von der Zwerchfellmuskelgruppe erzeugte Druck so übersetzt werden, daß er für die Einspeisung von Blut in auf einem höheren Druckniveau befindliche Blutgefäße herangezogen werden kann. Da die gesamte Pumpvorrichtung aus einem körperverträglichen und flexiblen Material, wie beispielsweise Kautschuk, besteht, treten keine Probleme bezüglich der Anpaßbarkeit an dit von Patient zu Patient verschiedenen K5rperhohEräume auf , außerdem wird die Gebrauchstauglich-.KCit durch das Fehlen von harten Materialien günstig beeinalußt.
  • Darüber hinaus vertleibt für den Patienten die Hoffnung einer vollständigen Heilung, da sein eigenes Herz in einem funktionsfähigen Zustand belassen wurde, und durch seeignete Maßnahmen die Pumpvorrichtung so gesteuert werden kann, daß diese die Herzfunktion nicht beeinträchtigt.
  • Beispielsweise kann mit der Pumpvorrichtung lediglich eine Zusatz-Pumpwirkung gesteuert durch geeignete Körperparameter dann zugeschaltet werden, wenn die Pumpleistung des eigenen Herzens für eine organgerechte Blutversorgung nicht ausreicht.
  • Mit einer Regel- und Steuerelektronik können Körperparameter, wie beispielsweise der Druck in bestimmten Blutgefäßen, die Strömungsgeschwindigkeit des Blutes und auch die von bestimmten Nervenzentren, bei.spielswei.se dem Sinusknoten oder dem Atemzentrum, stammenden el.ektrischen Impulse, in geeigneter Form erfaßt werden und für die steuerung der Pumpvorrichtung herangezogen werden.
  • Darüber hinaus kann damit der Kreislaufzustand ständig und exakt kontrollie- werden. Dabei können auch spezifische medizinischee Gesichtspunkte individuell berücksich- tigt werden, und es kann - etwa über ein Telemetriesystemeine tibermittlung des momentanen Kreislaufzustandes nach außen durchgeführt werden, wodurch dem behandelnden Arzt einerse-its eine Möglichkeit an die Hand gegeben wird, genaue Informationen für eine zu stellende Diagnose zu erhalten, andererseits eine Kontrolle über die Funktion der implantierten Pumpvorrichtung ermögliCht wird.
  • Da die Pumpfrequenz der Lunge etwa ei. Viertel derjenigen des Herzens beträgt, kann besonders vlorteilhaft eine - mechanisch einfach auszubildende - p'requenzübersetzungs-bzw. Anpassungsschaltung vorgesehen werden. Noch einfacher läßt sich allerdings eine entkoppelte Zuschaltung dadurch erzielen, daß die Pumpenableitung leicht dehnbares Material aufweist. Dadurch erfolgt eine Pufferung von aufeinanderfolgenden Pumpendruckspitzen, so daß der maximal auftretende Druck und die Gefäßbeanspruchung sinkt und der Druckverlauf gleichmäßiger wird. Ein besonderer Vorteil eines abieitungsseitigen Druckausgleichs ist es auch, daß der Gefahr von Herzrythmusstörungen durch in die Herzkammern gelangende Druckwellen wirksam begegnet wird.
  • Besonders bei älteren Menschen, deren Blutgefäße eine geringe Eigenelastizität aufweisen, kann mit einem an die Pumpenableitung anzuschließenden Druckausgleichsgefäß eine weitergehende Druckpufferung und Schonung der anfälligen Blutgefäße erreicht werden. Für eine Ausgangs-Druckregelung kann auch die Regel- und Steuerelektronik in der Form herangezogen werden, daß entsprechend dem durch einen Druckfühler in dem Fumpenableitungsbereich aufgenommenen Druck eine Venti regelung vorgesehen ist.
  • Besonders vorteilhaft kann bei Patienten mit einer leistungsfähigen Zwerchfeilmuskelgruppe die Pumpvorrichtung eine Kurzschlußleitung mit Uberdruckventil aufweisen. Mit einer solchen Kurzschlußleitung ist eine zu hohe Pumpleistung, die eventuell ein tLeerpumpen des Pumpenanschlußbereiches bewirken könnte und damit die Blutversorgung des eigenen Herzens gefährten könnte, kompensier- bar. Auch hier kann de Regel- und Steuerelektronik - z.
  • B. mit Mikroprozessorsteuerung - vorteilhaft zur exakten Regelung herangezogen werden.
  • Ein weiterer besonderer Vorteil der Erfindung besteht in einem modularen AufhatJ der Zuleitungs- und Ableitungsanschlußanordnung, die beispielsweise ein kompatibles Stecksystem aufweisen kann.Dabei ergeben sich verschiedene Mölichkeiten, individuell eine optimale Lösung für die Unterstützung einer mangelhaften Herzfunktion zusammenzustellen. Beispielsweise kann die Pumpenanordnung selbst eine Anschlußanordnung derart aufweisen, daß ohne Eingriffe in Blutgefäßgewebe die Pumpleistung drn patientenindividuellen Erfordernissen angepaßt werden kann An ein Anschlußstück in der Pumpenableitung kann beispielsweise entweder ein Verschlußstopfen, eine Kurzschlußleitung oder ein Druckausgleichsgefäß angeschlossen werden.
  • Mit einem solchen Anschlußstück kann die Auslegung der Pumpvorrichtung bei fortschreitendem Alter des Patienten den Jeweiligen Kreilaufzustand dadurch angepaßt werden, daß bei erschlaffenden Gefäßwänden ein elastischeres Druckausgleichsgefå oder eine entsprechend angepaßte Kurzschlußleitung angeschlossen wird. Ein solcher modularer Aufbau eröÜfn<t die Möglichkeit, mit jeweils beispielsweise zwei oder drei Standardtypen eine einfache und kostengünstige Pumpvorrichtung mit individueller Anpaßbarkeit durch die entsprechende Kombination dieser Standardtypen zu schaffen.
  • Nachfolgend sind die Erfindung und damit zusammenhängende Vorteile anhand von Ausführungsbeispielen mit dazugehörigen Zeichnungen näher beschrieben. Darin zeigen: Fig. 1 eine schemntische Ansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Pumpvorrichtung; Fi . 2 eine Schnlttansicht eines Teiles der Pumpvorrichtung gemäß Fig. 1 im Bereich des Kreises A; Fig. 3 eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Pumpvorrichtung Fig. 4 eine Schnittansicht eines Teils einer Pumpvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform; Fig. 5 eine schematische Ansicht einer weiteren neuen Pumpvorrichtung mit einer Regel- und Steuerelektronik; Fig. 6 eine schematische Ansicht einer besonderen Pumpenanordnung der erfindungsgemäßen Pumpvorrichtung; und Fig. 7 eine schematische Ansicht einer zweiten besonderen Pumpenanordnung der erfindungsgemäßen Pumpvorrichtung Fig. 8 eine schematische Ansicht einer weiteren zusätzlichcn Pumpenanordnung der erfindungsgemäßen Pumpvorrichtung.
  • Entsprechend der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist. mit einem Zuleitungshauptanschluß eine Zuleitung 2 in einer Pumpenanordnung 3 an einen linken Herzvorhof 4 angeschlossen. Die Pumpenanordnung 3 weist eine Pumpenableitungsanordnung mit einer Pumpenableitung 6 von einem Pumpenbalg 8 auf. Die Pumpenableitung 6 ist über einen Pumpenableitungshauptanschluß an eine liauptschlagader angeschlossen. Eine Körperflüssigkeit 12,wie in diesem Beispiel befindet sich Bitt Im zinken Herzvorho@ 4 und wird durch den Pumpenbaig 8 in die Hauptschlagader 10 gepumpt. Der Pumpenbalg 8 ist so ausgelegt, daß er seine Ausdehnung bei Anliegen einer äußeren Kraftwirkung entsprechend verändern kann. Wird der Pumpenbalg 8 beispielsweise zusammengedrückt, wird seine Ausdehnung und sein Innenvolumen verkleinert und damit Körperflüssigkeit aus dem Pumpenbalg in die Pumpenableitung 6 und weiter in die Hauptschlagader 10 gedrückt. Eine Ventilklappe 13 verhindert, daß Körperflüssigkeit von dem Pumpenbalg 8 in die Pumpenzuleitung 2 gelangt. Bei einer daraufFolgenden Ausdehnung des Pumpenbalgs 8 wird mit einem anderen Ventil 14 ein Zurückströmen von Blut aus der Pumpenableitung 6 in den Pumpenbalg 8 verhindert und Blut aus dem Bereich der Pumpenzuleitung anresaugt. Damit ergibt sich eine Pumpwirkung und es Wird Blut von dem linken Herzvorhof 4 in die Hauptschlagader 10 befördert. Zur Unterstützung der Ausdehnung des Pumpenbalges 8 ist eine Rückholvorrichtung vorgesehen, die beispielsweise aus einem elastischen Randbereich 15 bestehen kann. Mit einer solchen Rückholvorrict'1nr; ist für die Erzeugung einer Pumpwirkung lediglich ein periodisches Zusammendrücken des Pumpenbalges erforderlich, wohingegen die Ausdehnung selbsttätig erfolgt.
  • Für die Erzeugung einer für die Unterstützung des Herzens ausreichenden Pumpenwirkung kann der Pumpenbalg in einen solchen Körperhohlraum eingepaßt werden, der die Möglichkeit bietet, eine periodische Kraftwirkung für das Zusammendrücken des Fumpenbalges auszunutzen. Besonders vorteilhaft kann der Körperhohlraum zwischen Leber und Zwerchfell ausgenutzt werden, wobei die Leber als Widerlager für die von der Zwerchfell-Muskelgruppe erzeugte Kraftwirkung dient und einen Druck auf einen in diesem Hohlraum angeordneten Pumpenbalg ausübt. Die Pumpenzuleitung 2 und die Pumpenableitung 6 werden dann durch eine geeignete Ößfnung in dem Zwerchfell, vorzugsweise an der Durchtrittsstelle der Speiseröhre (Hiatus oesophageu), hindurchge£üj rt Zweckmäßigerweise wird der Pumpenbalg in einer für die Aufnahme in den Zwischenraum bei dem rechten l.ebrlappen (rechtes Hypochondrium) geeigneten Größe von etwa 19x10x2 cm ausgebildet. Wenn eine größere Pumpleistung erforderlich ist, kann vorteilhaft eine Tet i.ung des Pumpenbalges dadurch durchgeführt werden, daß beispielsweise ein zweiter Teil-Pumpenbalg in dem taum unter der linken Zwerchfellhälfte vorgesehen wsr-d, der durch ein kurzes elastisches Rohr mit dem anderen Ten1-Pumpenbaly so verbunden ist, daß beide Teil- Pumpenbalge eine hydrostatische Einheit bilden und die Zwerchfelltätigkeit nicht behindern. Da der linke Herz vorhof einen Mitteldruck von etwa 660 Nm@² bis 1,33 KNm@² aufweist, die Hauptschlagader 10 jedoch einen Druck von etwa 10 bis 16 KNm 2 Je nach Herz-Pumpzustand aufweist, beträgt der zur überwindung des Druckunterschiedes erforderliche Pumpendruck im ungünstigsten Fall ebenfalls etwa 16 KNm@², Diese Druckdifferenz muß durch den Pumpenbalg 8 überwunden werden, so daß mit einer entsprechenden Sicherheitsreserve zur Aufrechterhaltung des dynamischen Druckes etwa 20 KNm@² erforderlich sind. Die Druckleistungsfähigkeit des Zwerchfells ist individuell verschieden und stark von der augenblicklichen Körperbelastung abhängig und kann bis zu 5 KNm@² betragen; um eine Behinderung der Lwcrchfelltätigkeit jedoch mit Sicherheit auszuschließen, ist es erforderlich, den für die Pumpvorrichtung aufzuwendenden Druck auf eine Größenordnung von etwa 2 KNm 2 zu begrenzen. Damit ergibt sich die Forderung, eine Druckverstärkung etwa um den Faktor 8 zu realisieren, um allen denkbaren Kreislaufzuständen gerecht zu werden. Eine mögliche Realisierung einerDruckübersetzung ist in Fig. 2 dargestellt. Durch Einsetzen eines entsprechenden Mundstückes in die Hauptschlagader 10 läßt sich eine Venturidüsen-Anordnung für die Pumpenableitung 6 realisieren, mit weicher der in der Haupt-Schlagader 10 herrschende statische Druck reduzierb.r ist, da nach dem Bernoulli'schen Gesetz bei einer ideaJen Strömung bei Verminderung des Strömungsquerschnittes die Strömungsgeschwindigkeit zunimmt und der herrschende Druck abnimmt.
  • diese Art von relativem Unterdruck Läßt sich die Druckdifferenz, die durch die Pumpenanordnung 3 überwunden werden muß, reduzieren. Die Einmündung des Pumpenableitungshauptanschlusses in die Hauptschlagader 10 kann vorteilhaft in dem Bereich einer in die Hauptschlagader 10 einzusetzenden Stenose vorgesehen werden, in welchem mit der in der Hauptschlagader 10 herrschenden Strömung das Wasserstrahlprinzip ausnutzbar ist. 51 . SelbstVerständlich kann auch ein für den Anschluß des Pumpenableitungs- hauptanschlusses der Pumpenableitung 6 geeigneter Bypass vorgesehen sein, durch welchen ein Teil der in der Hauptschlagader In herrschenden Strömung geleitet werden kann.
  • ne weeitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pumpvorrichtung ist in Fig. 3 dargestellt. im Bereich der Pumpenableitung 6 ist eine Anschlußvorrichtung 16a mit einem, Anschlußstück vorgesehen, mit welchem unterschiedliche Anschlußteile mit der Pumpenableitung 6 verbindbar sind. Die Anschlußvorrichtung 16a besteht aus einer lösbaren Kupplung, wobei je nach verwendeten Materialien beispieelsweise vorteilhaft auch Klebetechniken angewendet werden können. In der in Fig. 3 dargeste] Iten Ausführungsform ist ein Druckausgleichsgefäß 18 an die Pumpenableitung 6 angeschlossen, mit welchem eine gleichmäßige Druckverteilung auf der Pumpenableitungsseite erreichbar ist. Dieses Druckausgleichsgefäß weist wiederum eine weitere Anschlußvor-richtung 16b auf, an die in der dargestellten Ausführungsform eine Kurzschlußleitung 20 mit einem auf Überdruck ansprechenden Ausgleichsventil 22 angeschlossen ist. Uber eine weitere Anschlußvorrichtung 16c ist die Kurzschlußleitung 20 an die Pumpenzuleitung 2 angeschlossen. Die Anschlußvorrichtungen sind Jeweils zueinander kompatibel, d. h., es ist beispielsweise möglich, die Kurzschlußleitung 20 zwischen der Anschlußvorrichtung la und der Anschlußvorrichtung 16c anzuschließen. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, an beliebigen Anschlußvorrichtungen einen - hier nicht dargestellten - Verschlußstopfen vorzusehen, mit dem die entsprechende Anschlußvorrichtung hermetisch abdichtbar ist. Damit ergibt sich die Möglichkeit, die Auslegung bzw. die Wirkungscharakteristik der Pumpvorrichtung individuell festzulegen. Beispielsweise kann bei einem jungen Menschen rnit relativ roter Zwerchfelleistung und hoher Blutgefäßeelastizität die Kurzschlußleitung 20 direkt zwischen den Anschlußvorrichtungen 16a und 16c vorgesehen werden. Da die Pumpvorrichtung sicherheitshalber überdimensioniert werden kann, so daß eine große Pumpleistung zur Verfügung steht, wird dann, wenn der Druck im Bereich der Pumpenzuleitung 2 absinkt, die Druckdifferenz zwischen der Pumpenableitungsseite und der Pump,enzuleitungsseite des Ausgieichsventils 22 so groß, daß dieses öffnet und so lange geöffnet bleibt, bis die Druckdifferenz auf ein körpergerechtes Maß abgebaut ist. Damit wird beispielsweise verhindert, daß der in dem linken l{erzvorhof 4 befindliche Ansaugbereich der Pumpenzuleitung 2 derart leergesaugt wird, daß nicht mehr hinreichend Blut für die Herz-Pumpfunktion zur Verfügung steht und eventuell auch die Durchblutunq der 1Serzkranzgefäße gefährdet werden könnte. Damit jedoch auch kein Blut von der Kurzschlußleitung 20 aus zurück zu dem linken lierzvorhof 4 gelangt, ist ein Ventil 24 derart vorgesehen, daß das aus der Kurzschlußleitung 20 austretende und in die Pumpenzuleitung 2 gelangende Blut zum Pumpenbalg 8 geführt wird und dadurch in einen Kreislauf gelangt, in welchem die überschüssige Pumpleistung unschädlich gemacht wird. Für die Druckverstärkung wird besonders vorteilhaft eine hydraulische und/oder mechanische Druckübersetzung eingesetzt, wobei eine Ausführungsform in Fig. 3 dargestellt ist. Ein Druckstempel 28 ist mit einer Druckplatte 27 verbunden und wird von einer Rollmemblan 29 geführt. Die wirksame Fläche des Druckstempels steht zu der wirksamen Fläche der Druckplatte etwa im umgekehrten Verhältnis der notwendigen bzw. wirkenden Drücke. Mit einer entsprechenden Sicherheitsreserve ist die Fläche der Druckplatte 27 dementsprechend etwa achtmal größer als die des Druckstempels 28. Die Rollmembran 29 wirkt dabei gleichzeitig als Abdichtvorrichtung und kann auch zur Unterstützung einer Federwirkllng herangezogen werden, jedoch soll das von ihr verdrängte Flüssigkeitsvolumen gering gehalten werden, damit der Druckverstärkungsfaktor des Druckubersetzers 26 nicht zu sehr erniedrigt wird.
  • Der Pumpenbalg 8 mit dem integrierten Druckübersetzer 26 ist derart ausgebildet, daß er an den Körperhohlraum zwischen einem in Fig. 3 gestrichelt dargestellten Zwerchfell 32 und einer in Fig. 3 ebenfalls gestrichelt dargestellten Leber 34 angepaßt ist. Dabei ist eine geeignete Befestigungsvorrichtung mit einem Saum so vorgesehen, daß eine sichere Kraftübertragung in den Kraftübertragungsbereichen von den körpereigenen Organen (Z:serchfell 32, Leber 34) zu dem Pumpenbalg 8 ermöglicht wird. Das Hubvolumen des Druckstempels 28 ist so bemessen, daß bei einem Ruhezustand des Patienten etwa die Hälfte der von dem Herzen geförderten Blutmenge transportiert wird. Damit ist eine genügende Sicherheitsreserve vorhanden, da sowohl die Ruhestands-Atemfrequenz von etwa 18/Min. als auch der Ruhezustands-Zwerchfellhub in Abhängigkeit von den Zwerchfellexkursionen, und damit die Pumpleistung der Pumpvorrichtung beispielsweise bei einer körperlichen Anstrengung körpergerecht gesteigert wird. Beispielsweise beträgt das bei einer Systole von einer durchschnittlichen linken Herzkammer geförderte Blutvolumen 70 cm3 und bei etwa 70 Herzschlägen in der Minute ergibt sich ein Minuten-Volumen Vmin = 5 1. Damit ist das Hubvolumen Vhub als anzusetzen. Für dir volle Pumpleistung ist demnach die Rollmembran 29 so zu dimensionieren, daß ein Hub entsprechend einem Hubvolumen von 300 cm3 realisierbar ist.
  • Die von dem Atemzentrum bewirkte natürliche Regelung für eine organgerechte Pumpleistung der Pumpvorrichtung wird durch das Zusammenspiel mit der natUrlichen Herzpumpleistungsregelung ergänzt, die nach dem Starling'schen Gesetz dazu führt, daß die Herzmuskelkontraktion und damit die Pumpleistung dann umso stärker wird wenn der Druck in der linken Herzkammer größer wird, d. h., bei steigendem Füllungsgrad der linken Vorkammer entsprechend einem relativ geringeren Pumpaufkommen durch die Pumpvorrichtung vermag das Herz seine Pumpfunktion besser durchzuführen, wobei eine entsprechende Regeiwirkung für das gesunde Herz vorteilhaft mit der Kurzschlußleitung 20 und dem Ausgleichsventil 22 realisierbar ist.
  • Eine organgerecht angepaßte Ausbildung des Pumpen balges 8 zwischen der Leber 34 und dem Zwerchfell 32 ist in Fig. 4 dargestellt. Je nach dem benötigten, individuell verschiedenen Pumpaufkommen kann neben dem rechts von einer Körpermittenachse 35 vorgesehenen Pumpenbalg 8 eine zweite, hier nicht dargestellte, hydrostatisch mit dem Pumpenbalg 8 verbundenen Pumpe vorgesehen werden. Dabei ist die Anordnung solcher weiterer Pumpen in Körperhohlräumen wie beispielsweise dem Zwischenraum zwischen Lungen und Rippenfell vorteilhaft.
  • Eine andere Aufteilungsmöglichkeit für die Pumpvorrichtung in verschiedene Körperhohlräume ist in Fig. 5 dargestellt. Der Pumpenbalg 8 ist hier räumlich getrennt von dem Druckübersetzer 26 ausgebildet, so daß jedes Teil für sich alleine kleiner gehalten werden kann und damit die Zwerchfelltätigkeit noch weniger behindert wird.
  • Für die Anpassung der Pumpleistung an die Pumperfordernisse des Körpers ist eine Regel- und Steuerelektronik 36 vorgesehen, welche einen Mikroprozessor 38 aufweist. Mit dem Mikroprozessor 38 wird eine Folge von Funktionsabläufen derart gesteuert, daß mit Meßfühlern 40a, 40b, 40c, die Strömungsgeschwindigkeit und/oder der Druck in körpereigenen Blutgefäßen bzw.
  • in Körperflüssigkeit führenden Leitungen der Pumpvorrichtung spezifische Parameter aufgenommen werden, um eine körpergerechte Versorgung der Hauptschlagader zu gewährleisten. Bei einer durch erhöhte Atemfrequenz und erhöhtes Atemvolumen bedingten relativ zu hohen Pumpwirkung karl, wie z.B. in Figur 5 dargestellt, außerdem wird beispielsweise eine Feinsteuerung des Ausgleichsventils 42 derart durchgeführt werden, daß der in der Pumpenableitung 6 erzeugte Druck und/oder die ein der Pumpenableitung 6 erzeugte StrömungsgeschwindigKei. durch den Meßfühler Ob aufgenommen wird und mit einer einfachen Rückkopplungs-Regelschaltung in der Regel- und Steuerclektronik 36, die beispielsweise auch per Software realisiert werden kann, im wesentlichen konstant gehaiten werden bzw. mit einer unterproportionalen Regelung gesteuert werden. Um ein "Leerpumpen des Bereiches des linken Herzohres 4(, das sich von der Chrungseher gesehen besonders für das Anbringen des Hauptanschlusses der Pumpenzuleitung 2 eignet, zu verhindern, wird der Füllungsgrad des linken Vorhofs mit einem Meßfühler 44 erfaßt und eine entsprechende Regelung des Ventils 24 mit der Regel- und Steuerelektronik 36 durchgeführt. Dieser Meßfühler kann besonders einfach als Dehnungsmeßfühler ausgebildet sein, wobei die entsprechende Pumpperiodik mit einer geeigneten Steuerung in der Regel- und Steuerelektronik 36 entsprechend aufgefangen werden muß, Um über die natürliche Selbstregelung hinaus festzustellein. inwieweit die Pumpwirkung durch die Pumpvorrichbun, erfnrderlich t <ind inwieweit das Herz seine Pumpaufgabe erfüllen kann, kann mit einem Meßfühler 40c die Pumpleistung des Herzens erfaßt werden und mit der Regel- und Steuerelektronik 36 ebenfalls eine Regelung ces Ventils 24 durchgeführt werden und damit die Leistung der Pumpvorrizhtung begrenzt werden.
  • Für eine spezialisierte Anpassung an häufig vorkommende Typen von Herzkrankheiten ist der Aufbau von Sonderformen der Pumpvorrichtung sinnvoll. Bei einem Maskeischaden des Herzens mit entsprechend mangelhafter Kontraktionsleistung besteht beispielsweise die Gefahr einer Vorhofraumüberdehnung bis zu einer Gewebedilatation, @@ daß nicht mehr genügend Blut gefördert wird. Dieser problematik kann durch eine ent- sprechende Auslegung der Regel- und Steuerelektronik 36 llechnurig getragen werden. Wenn beispielsweise die Implantation der Pumpvorrichtung nur bei solchen Patienten vorgesehen ist, bei welchen die Blutgefäße einen geringen Eiastizititsgrad aufweisen, d. h., vorzugsweise bei älteren Patienten, ist es beispielsweise möglich, in die Pumpenableitung 6 ein Druckausgleichsgefäß entsprechend dem Druckausgleichsgefäß 18 fest angeschlossen vorzusehen, oder die Pumpenableitung 6 aus einem derart elastischen Material auszubilden, daß keine zusätzliche Gefäßbeanspruchung der körpereigenen Blutgefäße a<ftritt. Wird die Regel- und Steuerelektronik 36 eingesetzt, kann sie gleichzeitig zu Überwachungsaufgaben herangezogen werden. Beispielsweise ist eine Übermittlung der von den Meßfühlern aufgenommenen Meßwerte denkbar und damit eine Außenkontrolle bestimmter Körperparameter realisierbar. Vorzugsweise kann diese Regel- und Steuerelektronik 36 in einer energiesparenden Halbleitertechnologie, beispielsweise CMOS, ausgebildet sein, um eine lange Lebensdauer einer dafür einsetzbaren Batterie zu ermöglichen. Es kann jedoch auch eine lediglich zur Energiepufferung dienende Akkumulator-Batterie eingesetzt werden, die von einem von der Pumpvorrichtung Ie tt'i gt'iren Generator gespeist wird. Damit ergibt sich die Möglichkeit, das implantierte Gesamtsystem autark zu machen und auf körperfremde Energiequellen vollständig zu verzichten. Damit sind nach der einmal durchgeführten Implantation keine weiteren operativen Eingriffe mehr erforderlich.
  • Insbesondere dann, wenn wegen einer überhöhten Gefahr von Herzrhythmusstörungen ein Patient eine vollständlge Entkopplung der Lungen- und der IIerzfrequenz benötigt, kann im Bereich des Druckübersetzers 26 eine Frequenzvervielfachungsvorrichtung vorgesehen sein, mit welcher die durch das Atemzentrum bedingte Lungenfrequenz etwa um den Faktor 1:4 vergrößerbar ist und damit in den Bereich der Herzfrequenz hineinrückt.
  • Diese Maßnahme karn insbesondere bei einer mangelhaften Pruckpufferung im Bereich der Pumpenableitung 6 erforder-@@@ sein. Eine einfache mechanische eAusführung kann mit knrperverträglichen Kautschukelementen - beispielsweise mit einer von einer Pleuelstange angetriebenen Vier-Nocken-Schelbe, auf welcher ein federbelasteter Stößel abläuft - realisierbar sein. Dabei ist eine kombinierte Schneiden-/Gummilagerung mindestens eines der Pleuellager vorteilhaft, da mit einer solchen Lagerung eine Totpunktproblematik verhinderbar ist. Es ist aber auch möglich, die Nockenscheibe in geeigneter Form mit Spitznocken zu ver@ehen en und den Stößel als Rollenstößel alszubilderl. und durch Anbringung der Pleuellagerung auf der Nockenscheibe in einer gegenüber der Nockenspitzenachse um 450 gedrehten Achse einen federspannungsfreien Zustand im Totpunkt zu verhindern.
  • Eine besondere Pumpanordnung einer erfindungsgemäßen Pumpvorrichtung ist in Fig. 6 dargestellt. Vier einzelne Pumpen 46a bis 46d sind in einer Beuteltasche 48 derart angeordnet, daß durch jede Pumpe eine Pumpwirkung zwischen mindestens einer Muskelgruppe und mindestens einem Widerlager erzeugbar ist. Mit dieser Pumpenanordnung ergibt sich die Möglichkeit, eine gleichmäßige Pumpwirkung unabhängig von einer bestimmten Körperhaltung, die ihrerseits wieder Wirkungen auf die Lage der einzelnen für die Pumpwirkung herangezogenen Organe hat, zu erreichen. Mit der Beuteltasche 48 wird eine abgeschlossene und körperverträgliche Pumpenzusammenfassung erreicht, so daß eine relativ statisch bestimmte, jedoch immer noch flexible Lagerung für die einzelnen Pumpen vorgesehen werden kann.
  • Der die Pumpen 46a bis 46d aufnehmende Beutel 48 kann beispielsweise mit einer geeigneten körperverträglichen Flüssigkeit gefüllt sein und hermetisch dicht ausgebildet sein, so daß es fiir den Aufbau der Finzelpumpen nicht unbedingt erforderlich. ist, körperverträgliche und damit relativ teuere Naterialien zu verwenden. Vielmehr können dann bei der Auswahl geeigneter Materialien mechanische und ergonomische Gesichtspunkte in den Vordergrund ge- 0"u stellt werden.
  • Die in der Fig. 6 dargestellte Parallelschaltung der vier Pumpen stellt insbesondere dann einen besonderen Vorteil dar, wenn ein hoher Durchsatz erwünscht ist. Liegt das Schwergewicht der Anforderungen auf einem hohen Druck, kann von Fall zu Fall eine reine Serienschaltung oder eine Kombination von Serien-mit Parallelschaltung geeigneter sein. Eine weitere Möglichkeit für eine wirkungsvolle Pumpenunterstützuwj für ein geschwächtes Herz ergibt sich aus der Möglichkeit, die Pumpen derart vorzusehen, daß eine Widerlagerung über weitere Pumpen, die zwischen Leber und unverrückbaren Körperteilen, wie beispielsweise der Wirbelsäule, vorgesehen sind, derart ausgebildet ist, daß mechanisch eine Serienschaltung vorgesehen ist, der hydraulische Anschluß jedoch eine Parallelschaltungsanordnung aufweist.
  • Eine weitere Mehrfachanordnung von Pumpen ist in Fig. 7 dargestellt. Hier erfolgt der Eingriff in den Herzpumpkreislauf derart, daß beide Herzseiten von entsprechenden Pumpvorrichtungen unterstützt werden. Zwar liegt - allein aus Gründen des erforderlichen höheren Druckes - das Hauptgewicht auf der Unterstützung der linken (arteriellen) Herzseite, jedoch ist als Zweitsystem eine zusätzliche Pumpvorrichtunq zur Unterstützung der rechten Herzseite für das Pumpen von venösem Blut vorgesehen. Außer dem - schematisch dargestellten-Pumpenbalg 8 mit der Pumpenzuleitung 2 und der Pumpenableitung 6 ist in der Pumpenzu]eitungsanordnung eine weitere Pumpenzuleitung 50 und in der Pumpenableitung eine weitere Pumpenableitung 52 vorgesehen. Die Pumpenanordnung weist einen zweiten Pumpenbalg 54 auf, der ähnlich wie der Pumpenbalg 8 hier nur schematisch dargestellt ist und einen Druckübersetzer aufweisen kann. Das für diesen Druckübersetzer erforderliche Verstärkungsverhältnis reicht nicht an das Verstärkungsverhältnis der entsprechenden Druckübersetzungsvorrichtung 26 für die linke Herzseite heran, da der Maximaldruck der rechten Herzkammer allgemein etwa Werte von höchstens einem Viertel der Werte der linken Herzkammer annehmen kann. Derngegen ist der Druck der für das Ansaugen in Frage kommenden oberen bzw. unteren Hohlvenen 56 bzw. 58 normalerweise mindestens etwa halb so groß wie der in dem linken Vorhof herrschende Druck.
  • Außerdem ist auf d"r rechten Herzseitc das gesamte Druckniveau niedriger, ;o daß eine einfachere Anpassung an der, in bestimmten Körperbereichen auftretenden für eine Pumpwirkung hera nziehbaren Druck ermöglicht wird. Beispielsweise beträgt der maximale Druck in der rechten Herzkammer 60 etwa 4 KNm-2. Der in der arteria pulmonalis, der Lungenarterie 62, herrschende Druck ist sogar noch etwas geringer, so daß fiir einen Druckübersetzer 64 zu wählendes Druckverstärkungsverhältnis etwa im Bereich zwischen 2 und 4 zu liegen hat. Damit ergibt sich nur eine geringe Druckbelastung für die die Pumpwirkung durchführenden Organe, so daß auch mit dieser zusätzlichen Pumpfunktion keine übermäßig starke und störende Beeinflußung er Zwerchfelltätigkeit hervorgerufen werden kann und eine körpergerechte Gesamt-Körperflüssigkeits-Versorgung des Körperflüssigkeitskreislaufes herstellbar ist.
  • In einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausführungsform gemäß Fig. 8 sind iri den Erfassungsbereich der Regelelektronik 36 weitere Meßfühler derart eingeschlossen, daß auf eine beliebigen Kreislauf-Störungszustand im Bereich der Herzumgehung entsprechend reagiert werden kann. Dazu ist in der Lungenschlagader 63 ein zusätzlicher Fühler 64 derart angebracht, daß mit der Microprozessorsteuerung die physiologisch notwendigen Pumpleistungen des großen und des kleinen Kreislaufes aufeinander abgestimmt werden können. Darüber hinaus ist im Bereich derPfortader 66 cin Fühlen, insbesondere ein Differenzdruckfühler 68 so angeordnet, daß der sogenannte"pfortaderhochdruck", wie er be Leberzirrhose auftritt, erkannt werden kann. Für die Behancb lung dieses pfortaderhochdruckes ist die Anordnung einer ztlsätzlichen Pumpe 72 in der Pumpenanordnung derart vorgesehen, daß Blut von der Pfortader (;6 zu einer LeberscfilWder 70 pumpbar ist, und damit unter Umgehung der erkrankten Leberbereiche Blut in die Leberschlagader gepumpt werden kann und der Hochdruck in der Pfortader entsprechend reduziert werden kann. Damit ergibt sich ein besonderer Vorteil dadurch, daß den Leberzellen Blut zur Entgiftung zugeführt werden kann, ohne daß die aus dem Darm 74 in den Blutkreislauf gelangenden toxischen Stoffe zu Vergiftungen im Bereich des Gehirns führen können.
  • Daher muß eine Verbindung der Pfortader 66 mit der unteren Hohlvene 58 verhindert werden, wie es durch die in Fig. 8 dargestellte Ausführungsform der Erfindung ermöglicht wird.
  • Darüber hinaus können verschiedene Ausführungsformen bzw. Einzel-Pumpanordnungen im Bereich dieser Erfindung in geeigneter Form miteinander derart kombiniert werden, daß mit einem geeigneten - modularen - Anschlußsystem die den jeweiligen Bedürfnissen optimal angepaßte Auslegung realisierbar ist.
  • Darüber hinaus ist bei Bauchwassersucht (Aszites) eine weitere Pumpe 76 geringerer Leistung einsetzbar, mit der die in einen Bauchhöhlenbereich 78 gelangende Körperflüssigkeit in ein venöses Körpergefäß, vorzugsweise die untere Hohlvene 58,abpumpbar ist. Die Pumpen 72 und 76 werden vorteilhaft zwischen einer körpereigenen Muskelgruppe und einem als Widerlager dienenden Körperorgan derart eingesetzt, daß eine regelmäßige Pumpwirkung erzeugbar ist, wie es auch bei dem Pumpenbalg 8 vorgesehen ist. Darüber hinaus kann im Bereich der Pumpenableitung 6 ein weiteres Uberdruckventil 80 vorgesehen sein, das jedoch im Gegensatz zu dem Überdruckventil 22 nicht bei einem hohen Differenzdruck öffnet und damit als Ausgleichventil zwischen hohem und niedrigem Druck dient, sondern, gesteuert von einem Meßfühler 82 und/oder von einem Meßfühler 84, mit denen die Druckdifferenz zwischen dem Schlagaderseitigen bzw. pumpenseitigen Bereich des Ventiles 80 erfaßbar Ist, wird das Ventil 80 bei einer hohen Druckdifferenz bzw. einem von dem Meßfühler 82 erfaßten hohen Druck ganz. oder teilweise geschlossen. Damit ergibt sich der besondere Vorteil, daß plötzliche Pumpleistungsspitzen, wie sie beispielsweise durch Bauchpressen, Husten. usw. erzeugt werden können, nicht ru Blutdruckspitzen in der Aorta 10 führen würden, auch wenn kein Druckausgleichsgefäß 18 und/oder eine Kurzschlußverbindung 20 vorgesehen sind.
  • In jedem Falje ergibt sich mit einem solchen Ventil 80 die Möglichkeit, eine gleichmäßigere Bluteinspeisung in die Körprschlagader 10 vorzusehen, und damit eine noch bessere Entkopplung der Pumpwirkung von der Atemfrequenz ZU erzielen. Für eine gleichmäßige Abgabe von Körperflüssigkeit in die Aorta 10 werden die Meßfühler 82 und 84 und das Überdruckventil 80 mit der Regel- und Steuerelektronik 36 verbunden. -Darüber hinaus kann die gesamte Druckspitzen-Glättungsvorrichtung, wie sie sich aus den Meßfühlern 82 und 84 und dem Ventil 80 ergibtlim Rahmen des kompatiblen Stecksystems mit geeigneten Anschlüssen ausgebildet sein und damit eine problemlose Anpassung an das Gesamt-Pumpsystem ermöglichen.
  • Darüber hinaus ist die Pumpvorrichtung mit geeigneten Anschlüssen für die Bekämpfung von weiteren Krankheitsbildern dann besonders vorteilhaft einzusetzen, wenn in den bestimmten Körperbereichen ein krankhafter Körperflüssigkeits-Unter- bzw. -Uberdruck auftritt. In diesem Rahmen ist besonders an eine Unterstützung einer Gehirnwasserdrainage zu denken, die lediglich eine geringe Pumpleistung erfordert und das Gesamtpumpsystem nicht wesentlich belastet, auch wenn sie nicht im Einzelbetrieb vorgesehen ist. Darüber hinaus ist die Verwendung von hier nicht näher erläuterten, an sich bekannt<'n Filtern jeglicher Art vorteilhaft, da dann beispielsweise das bei der Gehirnwasser- drainage erforderliche "Wartungsintervall" erheblich verlängerbar ist.
  • Ein besonderer Vorteil der Erfindung ergibt sich aus dem Umstand, daß erfindungsgemäß eine Druckpumpe eingesetzt wird, bei welcher mittels eines großflächigen, körpergerecht an die dafür geeigneten Hohlräume angepaßten Beutels die zur Verfügung stehenden Muskelkräfte so weitgehend wie möglich aufgenommen und für die Pump-Wirkung herangezogen werden können. Erst dadurch wird es möglich, bei Bedarf sogar das ganze Minutenvolumen des natürlichen Herzens mit dem erforderlichen Druck zu pumpen. Eine Anpassung an den erforderlichen Druck kann erfindungsgmäß mit einer Druckübersetzungsvorrichtung erfolgen, wobei gemäß einem besonderen Aspekt der Erfindung es möglich ist,den gegenüber der Systole niedrigeren Druck der Diastole auszunutzen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Druckübersetzungsvorrichtung in dem flachen, flüssigkeitsgefüllten Beutel derart vorgesehen, daß der Ifolben eines blutgefüllten, relativ flachen Zylinders mit relativ großem Durchmesser beim Einatmungsvorgang einen derartigen Hub erfährt, daß bei etwa 20 Atemzügen pro Minute das notwendige Minutenvolumen den körpereigenen Blutqefäßen, vorzugsweise der Aorta und/oder der Arteriasulmonalis, zugeführt wird.
  • Gemäß einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist ein Druckausgleichsgefäß bzw. ein Windkessel vorgesehen, der unter systolischem Druck steht. In der Pumpenableitung zwischen dem Windkessel und der Aorta ist ein Rückschlagventil angeordnet, das lediglich bei diastolischem Druck in der Aorta bzw.
  • der Arteriapulmolanis öffnet, d. h., bei einem Druck von weniger 1 85 rr.m Hg und nur während der Diastole Blut in die Aorta einstrcjmon läßt. Zwischen dem Vorhof und der Verbindung zwischen der Pumpenanordnung und dem Druckausgleichsgefäß bzw. an einer anderen geeigneten Ansaugstelle ist eine Pumpenzuleitung vorgesehen. In dieser Pumpenzuleitung ist ein Druckventil vorgesehen, das ein Leerpumpen des Vorhofes verhindern soll und bei einem Druck von weniger als iOmm iig schließt. Dieses Ventil ist zusätzlich zu einem Rückschlagventil vorgesehen, das ebenfalls in der Pumpenzuleitung angeordnet ist. Bei dieser Ausfiihrungsform enthält der druckaufnehmende Beutel zwischen Zwerchfell und Leber eine indifferente Flüssigkeit und ist so mit Zwerchfell bzw.
  • Leber verbunden, daß der Druck in der Pumpenkammer auch auf Q mm Hg absinken kann. Dadurch wird es möglich, einen großen Druckunterschied auszunutzen. Bierbei ist entscheidend, daß der Beutel elastisch ist und in fiir die Kraftübertragung optimal.cr Verbindung mit den betreffenden Körperorganen steht. Der elastische Beutel treibt einen aus einem unelastischen Material gefertigten und in einer unelastischen Führung lateral beweglichen Kolben an. In der Pumpenableitung ist in Pumpvorrichtung vor dem Druckausgleichsgefäß eine Parallelschaltung von einem Rückschlagventil und einem weiteren Druckausgleichsventil vorgesehen, das bei einem Druck von weniger als 0 mm Hg öffnet. Insgesamt ist eine druckaufnehmende Fläche von 226 cm2 vorgesehen, wobei die Fläche des Kolbens etwa 30 cm2 betragen kann. Wird iiber die Atmung eine allzu starke Pumpwirkung erzeugt, was beispielsweise willkürlich geschehen kann, wirkt das Druckausgleichsventil in der Pumpenableitung als Sicherheitsorgan, da der Zufluß zur Pumpkammer bei Leerlauf gesperrt wird. Es ist so ausgebildet, daß es nur bei Unterdruck in der Pumpenkammer 5, nicht hingegen bei Überdruck im Windkessel öffnet.
  • Durch die "Windkesselfunition" wird die starre Kopplung zwischen Atmung und Puls vollständig aufgehoben. Erst mit einer derartigen erfindungsgemäßen Vorrichtuiij ist es möglich, den qroßen Druckunterschied zwischen Vorhof und Aorta zu überwinden. Die Kraft des Zwerchfells allein reicht hierzu nicht aus.
  • Ein weiterer wichtiger Gesichtspunkt der Erfindung ist, daß die Pumpvorrichtung tatsächlich unterhalb des Zwerchfelles vorgesehen ist. Wird nämlich das Zwerchfell zelLförmig nach oben abgezogen, ergibt sich die Gefahr eines Erqußes unterhalb desselben. Demgegenüber findet ein flacher elastischer Beutel in der Größe von etwa 12 x 12 x 2 cm3 ohne weiteres unterhalb des Zwerchfelles Platz, und es sind lediglich zwei Katheter nötig. Fin besonderer Vorteil der Erfindung besteht auch darin, daß bei einem Memzug mittlerer Intensität der Beutel inhalt lediglich zur Hälfte entleert werden soll, so daß hier noch geniigend Reserven zur Verfügung stehen und bei vollständiger Entleerung des Beutels sich ein Minutenvolumen von 5 600 cm3 ergäbe. Durch die besondere Ausbildung eines elastischen Beutels wird es ermöglicht, daß der Kraftangriff, vor allem der Druckkraft zwischen Zwerchfell und leber, optimal vorgesehen ist und eine sozusagen automat ische Anpassung an cie Körpereigenen Gegebenheiten ermöglicht wird.

Claims (51)

  1. Patentansprüche 1Pumpvorrichtung für die Implantation in einen menschlichen oder tierischen Körper, bestehend aus einem dafür geeigneten Material, gekennzeichnet durch a) eine Pumpenanordnung ( 3) mit mindestens einem durch die Relativbewegung zwischen mindestens einem muskelbewegten Teil und einem anderen Teil des Körpers betätigbaren Pumpenbalg ( 8), b) eine für die Zuführung von Körperflüssigkeit aus einem die Körperflüssigkeit führenden ersten Kör-Dergefäß zu der Pumpenanordnung ( 3) vorgesehene Pumpenzuleitungsanordnung mit mindestens einer Pumpenzuleitung ( 2), c) eine für die Weiterleitung von Körperflüssigkeit aus der Pumpenanordnung ( 3) zu einem zweiten, die- selbe Körperfiussigkeit auf einem gegenüber der ersten Körperflüssigkeit höheren Druckniveau führenden Ko pergefäß vorgesehene Pumpenableitungsanordnung mit mindestens einer Pumpenableitung (6).
  2. 2. Pumpvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da mindestens ein Ventil im Bereich der Pumpanordnung ( 3) und/oder mindestens ein Ventil im Bereich der Pumpenzuleitung ( 2) und/oder mindestens ein Ventil im Bereich der Pumpenableitung ( 6) vorgesehen ist.
  3. 3. Pumpvorrichtunq nach einem der Vorhcrgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenanordnung ( 3) einen Druckübersetzer (26) aufweist, mit welchem ein Eingangsdruck auf einen gegenüber dem Eingangsdruck höheren Ausgangsdruck Ubersetzbar ist.
  4. 4. Pumpvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckübersetzer (26) einen mit einer Druckplatte (27) verbundenen Druckstempel (28) aufweist, dessen wirksame Fläche kleiner als die wirksame Fläche der mit Druck beaufschlagbaren Druckplatte (27) ist.
  5. 5. Pumpvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kraftübertragungsvorrichtung für eine Kraftübertragung von dem Pumpenbalg ( 8) zu der Druckbeaufschlagungsseite der Druckplatte (27) vorgesehen ist.
  6. 6. Pumpvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet daß die Kraftubertragurisvorrichtung eine mechanische und/oder hydraulische Verbindung zum Pumpenbalg ( 8) aufweist, mit welcher der Pumpenbalg ( 8) kraftleitend mit Druckbeaufschlagungsseile gekoppelt ist.
  7. 7. Pumpvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die fLirs die hydraulische Verbindung verwendete Flüsiykit eine im wesentlichen isotonische Kochsalziösung sr.
  8. 8. Pumpvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenbalg (8) eine die Entspannung unterstützende RUickholvorrichtung aufweist.
  9. 9. Pumpvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückholvorrichtung als ein elastischer Randbereich (15jdes Pumpenbalges (8) ausgebildet ist.
  10. 10. Pumpenvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückholvorrichtung eine Druckfeder aufweist, mit welcher Federkräfte in die Wirkflächen des Pumpenbalges (8) einleitbar sind.
  11. 11. Pumpvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis í 0, dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckstempelführung in dem Druckübersetzer (26) als Abdichtvorrichtung ausgebildet ist.
  12. 12. Pumpvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtvorrichtung als Rollmembran (29) ausgebildet ist.
  13. 13. Fumpvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenbalg (8) und/oder der DruckUbersetzer (26) für die körpergerechte Anpassung in einen dafür vorgesehenen Körperhohlraum ausgebildet ist.
  14. 4. Pumpvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenbalg (8) und/oder der Druckübersetzer (26) zumindest teilweise einen Saum aufweisen, der mit umoebendpn Körperteilen verbindbar ist.
  15. 15. Pumpvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge mindestens der Pumpenzuleitung (2) bzw. der Pumpenableitung (6) derart bemessen ist, daß der Druckübersetzer (26) in einem Thoraxraum anordenbar ist.
  16. 16. Pumpvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im zuge der Pumpenableitung (6) ein Druckausgleichsgefäß (18)vorgesehen i<.3t.
  17. 17. Pumpvorrichtllrlg nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Anschlußvorrichtung (16) in der Pumpenableitung (6) vorgesehen ist.
  18. 18. Pumpvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens das Druckausgleichsgefaß (18) mit der Anschlußvorrichtung (16) an die Pumpenableitung (6) anschließbar ist.
  19. 19. Pumpvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Pumpenzuleitung (2) mit der Pumpenableitung (6) verbindende Kurzschlußleitung (20) vorgesehen ist, und daß ein Ausgleichsventil (22) derart vorgesehen ist, daß bei einem vorgegebenen Uberdruck in der Pumpenableitung (6) und/oder einem vorgegebenen Unterdruck in der Pumpenzuleitung (2) Körperflussigkeit (12) aus der Pumpenableitung (6) in die Pumpenzuleitung (2) einleitbar ist und mit einem Ventil (24) zwischen dem Zuleitungsanschluß und dem Zuleitungshauptanschluß eine Rückströmung in Richtung Zuleitungshauptanschluß verhinderbar ist.
  20. 20. Pumpvorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß in der Pumpenzuleitung (6) zwischen dem Ventil (24) und dem Pumpenbalg (8) mindestens eine Anschlußvorrichtung (29) vorgesehen ist.
  21. 21. Pumpvorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckausgleeichsgefäß (1 8) mindestens eine Anschlußvorrichtung aufweist, und daß mindestens das Druckausglelchsgefäß (18) und/oder die Kurzschlußleitung (20) mit den Anschlußvorrichtungen(16a,b.c) an die Pumpenzuleitung (2) und/oder die Pumpenableitung (6) anschließbat sind.
  22. 22. Pumpvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Meßfühleranordnung mit mindestens einem Meßfühler für die Pumpenanordnung (3) vorgesehen ist.
  23. 23. Pumpvorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Meßfühler in der Meßfühleranordnung als Druckmeßfühler (40) ausgebildet ist.
  24. 24. Pumpvorrichtung nach einem der Ansprüche 22 und 23, dadurch gekennzeichnet, daß eine an die Meßfühleranordnung gekoppelte Regel- und/oder Steuerelektronik (36) vorgesehen ist.
  25. 25. Pumpvorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß für die Regel- und Steuerelektronik (36) eine Mikroprflzessorst-Ierung vorgesehen ist.
  26. 26. Pumpvorrichtung nach einem der Ansprüche 24 und 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Regel- und Steuerelektronik (36) eine Ubertragungsvorrichtung aufweist, von welcher die von der Meßfühleranordnung erfaßten Meßwerte abnehmbar sind.
  27. 27. Pumpvorrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ventilanordnung für die Pumpenzuleitung (2) und/oder die Pumpenableitung v6) mindestens ein von der Regel- und Steuerelektronik (36) im Durchsatz steuerbares Ventil aufweist.
  28. 28. Pumpvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenanordnung (3) eine Mehrzahl von miteinander verbundenen Pumpen aufweist.
  29. 29. Pumpvorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Zuleitung und/oder die Ableitung von örperflüsikeit vorgesehene Pumpenzuleitung (2) und/oder Pumpenableitung (6) als Mehrfach-Pumpenzuleitung und/oder Mehrfach-Pumpenableitung ausgebiIdet ist.
  30. 30. Pumpvorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Pumpenanordnung (3) vorgesehene Mehrzahl von Pumpen in Parallelschaltung und/oder in Serienschaltung angeordnet ist.
  31. 31. Pumpvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine für die Aufnahme der Pumpenanordnung (3) geeignete Beuteltasche (48) mit einer an mindestens einen Körperhohlraum angepaßten Form vorgesehen ist.
  32. 32. Pumpvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenanordnung (3) eine Frequenzvervielfachungsvorrichtung derart aufweist, daß die Pumpfrequenz auf eine mit einer bestimmten tieferen Frequenz pulsierenden Antriebsenergiequelle abstimmbar ist.
  33. 33. Pumpvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch eknnzeichnet, daß die Pumpvorrichtung aus einem Material besteht, das für die Körperflüssigkeit Blut verträglich ist.
  34. 34. Pumpvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptzuleitungs anschluß für einen Anschluß an einem Körperflüssigkeitansaugbereich ausgebildet ist.
  35. 35. Purnpvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptableitungsanschluß für irien Anschluß an einem Körperflüssig keitansaugbereich ausgebildet ist.
  36. 36. Pumpvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Pumpenzuleitungsanschluß für einen Anschluß an einen Bereich des linker Herzvorhofes (4) ausgebildet ist.
  37. 37. Pumpvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Pumpenableitungsanschluß für einen Anschluß an einen Bereich der Hauptschlagader ausgebildet ist.
  38. 38 . Pumpvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Pumpenzuleitungsanschluß für einen Anschluß an den Bereich der oberen und/oder unteren Hohlvene ausgebildet ist.
  39. 39. Pumpvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Pumpenableitungsanschluß für einen Anschluß an einem Bereich der Lungenarterie ausgebildet ist.
  40. 40. Pumpvorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 39, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Pumpe für eine Verbindung mit dem Pumpenzuleitungsschlauch vorgesehen ist, welcher mit dem für einen Anschluß an den Bereich des rechten Herzvorhofes ausgebildeten Pumponz'ileitungsanschluß verbunden ist.
  41. 4. Pumpvorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 40, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Pumpe für eine Verbindung mit dem Pumpenableitungsschlauch vorgesehen ist, welcher mit dem für einen Anschluß an den Bereich der Lungenarterie ausgebildeten Pumpenableitungsanschluß verbunden ist.
  42. 42. Pumpvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenanordnung (3) eine in den Zwischenraum zwischen Zwerchfell (32) und Leber (34) angepaßte Ausbildung aufweist.
  43. 43. Pumpvorrichtung nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenanordnung (3) eine mit dem Zwerchfell (32) und/oder der Leber (34) verbindbare Ualterung aufweist.
  44. 44. Pumpvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 43, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenanordnung (3) eine in dem Zwischenraum zwischen Rippenfell und Lunge angepaßte Ausbildung aufweist.
  45. 45. Pumpvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenanordnung (3) mindestens einen Zuleitungsanschluß aufweist, welcher fs einen Anschluß an eine Pfortader (66) ausgebildet ist.
  46. 46. Pumpvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Pumpenableitungsanschluß für einen Anschluß an einen Bereich der Leberschlagader ausgebildet ist.
  47. 47. Pumpvorrichtung nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Pumpe in der Pumpenanordnung (3) für eine Verbindung von der Pfortader (66) zur Lcberschlaaaer vorgesehen ist.
  48. 48. Pumpvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü- che, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine zusätzliche Pumpe (76) in einer Pumpanordnung (3) für das Abpumpen der bei Bauchwassersucht entstehenden Körperflüssigkeit in ein venöses Körpergefäß vorgesehen ist.
  49. 4. Pumpvorrichtung nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, daß das venöse Körpergefäß als untere Hohlvene (58) ausgebildet ist.
  50. 50. Pumpvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Pumpenableitung, vorzugsweise in einem Bereich in der Nähe des Pumpenableitungs-Hauptanschlusses ein bei einem von einem MeßfUhler (82) erfaßten zu hohen Druck schliessendes Uberdruckventil (80) vorgesehen ist.
  51. 51. Pumpvorrichtung nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, daß im Pumpenableitungs-Hauptanschluß-seitigen Bereich des Uberdruckventiles (so) ein mit dem Uberdruckventil (80) und/oder der Regel- und Steuerelektronik (36) verbundener MeßfUhler (84) vorgesehen ist.
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