DE3420861C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schlauchpumpe für medizini­ sche Zwecke zum Transportieren von Flüssigkeiten ein­ schließlich Blut gegen ein Druckgefälle, bei der die Flüssigkeit durch Zusammendrücken eines verformbaren Schlauches gefördert wird.

In der Medizin werden auf vielen Gebieten Pumpen einge­ setzt, um Flüssigkeiten, wie z. B. Lösungen und Blut, gegen ein Druckgefälle zu transportieren. Zu den medizinischen Einsatzgebieten gehören Infusion, Transfusion und extrakorporaler Kreislauf, wie Dialyse/Hämofiltration und Herz-Lungen-Maschine.

Weite Verbreitung haben dabei Schlauchpumpen gefunden. Hierbei wird durch von außen wirkende Verformungskräfte auf den Schlauch die Flüssigkeit transportiert. Das zu fördernde Gut kommt nicht mit dem mechanischen Teil der Pumpe in Kontakt. Dies hat den Vorteil, daß durch Aus­ wechseln des Schlauches die Pumpe für einen neuen Ein­ satz wieder zur Verfügung steht.

Beispiele für Schlauchpumpen sind Rollenpumpen und Peristaltikpumpen, wie sie in TKB (Technisches Kranken­ hausservice-Zentrum Berlin) "Medizintechnik im Kranken­ haus", 2. Aufl., April 1982 (1), S. 25 für die Infusion und in H. E. Franz "Dialysebehandlung", 2. Aufl., Georg Thieme Verlag Stuttgart 1978 (2), S. 34 für die Dialyse beschrieben werden.

Schläuche, wie sie für bekannte Schlauchpumpen verwendet werden, besitzen eine Shore-Härte von ca. 60 bis 90 und sind so elastisch, daß sie nach einer Verformung ihren ursprünglich nahezu kreisförmigen Durchmesser wieder annehmen. Durch diese Rückstellkraft kann Flüssigkeit angesaugt werden. Bei unzureichendem Flüssigkeitszufluß zur Pumpe entsteht dann ein Unterdruck. Ist das System an irgendeiner Stelle mit der Umgebungsluft in Verbin­ dung, so wird auch Luft angesaugt und von der Pumpe in das System gedrückt. Dies hat bei Systemen, die mit dem Blutkreislauf eines Patienten in Verbindung stehen, zur Folge, daß Luft in die Venen gelangt und eine Luft­ embolie entstehen kann.

Diese Problematik wird in (2) aaO S. 36 und 38-39 geschildert. Dort bedient man sich eines Luftfängers, dessen Flüssigkeitsspiegel man mit Hilfe eines Monitors überwacht.

Ferner wird die Problematik der Luftembolie in (1) aaO S. 11 und 87 geschildert. Hier schlägt man vor, Infusionspumpen zur Sicherheit des Patienten zusätzlich zum Tropfensensor mit einem Lufterkennungssystem hinter der Pumpe auszurüsten.

Derartige Systeme sind relativ aufwendig und bieten trotzdem keine 100%ige Sicherheit, da Störungen im Überwachungssystem möglich sind.

Eine andere Möglichkeit, Flüssigkeit gegen ein Druck­ gefälle zu fördern, besteht darin, einen Vorratsbehälter mit der zu fördernden Flüssigkeit unter Druck zu setzen. Sobald der Behälter leergelaufen ist, muß rechtzeitig die Leitung abgeklemmt werden. Erfolgt diese Abklemmung zu spät oder fällt das Kontrollsystem aus, besteht auch hier die Gefahr der Erzeugung einer Luftembolie.

Man ging deshalb zu flexiblen Behältern über, die von außen unter Druck gesetzt werden. Diese Technik hat sich in der Transfusion durchgesetzt. Bei Benutzung von Blut­ beuteln kann bei Drucktransfusion keine Luftembolie verursacht werden (vgl. W. Schneider und R. Schorer "Klinische Transfusionsmedizin" Edition Medizin, Weinheim etc. (1982) (3), S. 10 und 129).

Dieses System hat jedoch den Nachteil, daß es nicht kontinuierlich arbeitet, sondern der Behälter zwischen­ durch immer neu gefüllt werden muß.

Für die Autotransfusion, die in den letzten Jahren wieder zunehmende Bedeutung gewonnen hat, entwickelte man daher andere Systeme (vgl. (3) aaO S. 64). Das in (3) beschriebene einzige in Deutschland in Gebrauch befind­ liche System wurde jedoch nach einigen tödlichen Luft­ embolien wieder vom Markt genommen (vgl. D. Paravicini und P. Lawin, "Intraoperative Autotransfusion - gestern, heute, morgen" Anästhesiologie und Intensivmedizin 5/83 (4), S. 138). Die heute verfügbaren Autotransfusionssysteme besitzen den Nachteil, neben hohen Gerätekosten sehr zeitaufwendig zu sein. Bei massiver Blutung ist jedoch oft eine sehr schnelle Retransfusion des Autotrans­ fusionsblutes erforderlich (vgl. (4) aaO S. 142).

Aus der DE-OS 28 12 805 ist eine einfache Rollenpumpe bekannt, die ein Einlegeteil mit Schlauchanschlüssen enthält, das hier aus üblichem elastischem Schlauchmaterial hergestellt ist.

Die US-PS 37 84 323 beschreibt eine peristaltische Pumpe, die dazu bestimmt ist, Flüssigkeit gegen Unterdruck bis zu bestimmter Größe (50 mm Hg) anzusaugen. Daher muß ein kompressibler Schlauch eingesetzt werden, d. h. der Schlauch hat eine seiner Elastizität entsprechende Rückstellkraft. Dies hat zur Folge, daß auf der Saugseite Unterdruck bewußt akzeptiert wird mit all seinen möglichen Nachteilen. Es besteht die Möglichkeit, daß Luft angesaugt werden kann, daß gelöste Gase freigesetzt werden, die zu einem Schäumen des Blutes führen und daß infolgedessen bei ausreichendem Unterdruck Blut­ zellen zerstört werden, was sich in einer Hämolyse äußert. Dies ist umso kritischer, je länger der Unterdruck anhält. Das Unterbinden der Förderung von Luft wird dort nur bei aus­ reichender Druckdifferenz zwischen der Eingangs- und Ausgangs­ seite der Pumpe erreicht.

US-PS 37 17 174 beschreibt ein passives Ventil, um die weitere Ausgestaltung von Unterdruck stromaufwärts zu unter­ binden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System zum Transportieren von Flüssigkeiten, einschließlich Blut, bereitzustellen, das für medizinische Zwecke, ins­ besondere für die Infusion, Bluttransfusion, ganz be­ sonders Autotransfusion, Dialyse/Hämofiltration und Herz- Lungen-Maschine eingesetzt werden kann, bei dessen Einsatz die Gefahr einer Luftembolie ausgeschlossen wird, das einen raschen Flüssigkeitstransport gewährleistet und kostengünstig ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man eine gattungsgemäße Schlauchpumpe einsetzt, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der flüssigkeitsführende Pumpenschlauch (1) aus weichem biegeschlaffen Material besteht und so gestaltet ist, daß er bei leichtem Über­ druck eine Form annimmt, die den Durchfluß einer Flüssig­ keit gestattet und bei Unterdruck gegenüber Umgebungsdruck sofort in sich zusammenfällt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Alle bisherigen Nachteile und Gefahren lassen sich um­ gehen, wenn in eine Schlauchpumpe ein flacher Pumpen­ schlauch aus weichem biegeschlaffen Material eingelegt wird, der bei leichtem Überdruck einen nahezu runden Querschnitt annimmt. Sobald am Zufluß der Pumpe kein Überdruck mehr vorhanden ist, legt sich der Schlauch zusammen, und es wird keine Flüssigkeit mehr gefördert, da durch Verformung von außen keine Volumenveränderung erfolgen kann.

Der Zufluß zur Schlauchpumpe wird wenige Zentimer ober­ halb eines Behälterauslasses angeordnet. Sobald der Flüssigkeitsspiegel unter die Höhe des Zulaufes zur Pumpe absinkt, entsteht dort ein leichter Unterdruck und der Pumpenschlauch fällt in sich zusammen. Erst wenn der Flüssig­ keitsspiegel höher als der Zulauf der Pumpe ist, nimmt der Schlauch seinen runden Querschnitt wieder an. Durch die Verformung von außen kann dann Volumen gegen einen Überdruck verdrängt werden.

Es wird bewußt auf die Möglichkeit, Flüssigkeit bis zu einem gewissen Unterdruck ansaugen zu können, verzichtet. Dadurch wird darüber hinaus die Gefahr des Ansaugens von Luft vollkommen ausge­ schlossen.

Normalerweise wird in Schlauchpumpen ein elastisches Schlauch­ material eingelegt, um eine ausreichende Füllung des Schlauches durch den vorhandenen Sog zu gewährleisten. Bei der Er­ findung verzichtet man auf diesen Sog und läßt den Schlauch sich allein durch die anfließende Flüssigkeit auffüllen. Dadurch geht zwar die über weite Bereiche direkte Korrelation zwischen Umdrehungszahl der Pumpe und der geförderten Flüssigkeitsmenge verloren, jedoch wird nur das gefördert, was am Pumpeneingang vorliegt. Es wird eine sich bezüglich der Förderleistung selbstregulierende Schlauchpumpe ermöglicht, die ohne zusätz­ liche Kontrollelemente arbeitet.

Nach den bisherigen Erfahrungen konnte der Fachmann nicht erwarten, daß dieses Prinzip mit einem biegeschlaffen Schlauch überhaupt funktionieren würde. Es wurde jedoch gefunden, daß bei entsprechender Auslegung der Pumpe diese durchaus gehand­ habt werden kann. Unter gewissen Bedingungen ist diese Hand­ habung zwar erschwert, jedoch wird dann nach einer weiteren Ausführungsform der biegeschlaffe Pumpenschlauch mit einem elastischen Schutzschlauch ummantelt.

Das erfindungsgemäße System ist z. B. geeignet, während der Autotransfusion eine kontinuierliche Drucktransfusion aus dem Vorratsbehälter durchzuführen, wobei die Gefahr der Luftembolie ausgeschlossen wird. Bei Infusionen z. B. ist es nach Leerlaufen des Vorratsbehälters un­ möglich, Luft zu infundieren.

Darüber hinaus ist z. B. beim Einsatz in der Dialyse kein Druckmesser vor der Pumpe erforderlich, wie es in (2) aaO S. 36 und 37 beschrieben wird, da mit dem erfindungsgemäßen System nur das gefördert wird, was tatsächlich am Ansaugstutzen ansteht.

Das erfindungsgemäße System stellt eine überraschend elegante Lösung der bisher anstehenden Probleme dar. Obgleich bereits Mitte der 60iger Jahre die Autotrans­ fusion wieder zunehmende Bedeutung gewann und 1968 das erste maschinelle Autotransfusionsgerät vorgestellt wurde und man sich seit dem mit den Problemen der Gefahr der Luftembolie beschäftigte, kam niemand auf die erfindungsgemäße Lösung.

Als weiches, biegeschlaffes Schlauchmaterial eignet sich besonders eine Kunststoff-Folie mit einer Wandstärke von 150 bis 200 µm.

Besonders geeignet ist Weich-PVC-Folie. Jedoch kann jeder weiche, gegenüber den zu fördernden Flüssigkeiten inerter Kunststoff als Schlauchmaterial verwendet werden.

Vorzugsweise besteht der Schlauch aus zwei übereinander­ liegenden Folien, die an ihren Lngskanten miteinander verschweißt sind. Durch eine solche Schlauchform wird das Zusammenlegen des Schlauches vereinfacht. Es lassen sich jedoch auch nahtlose sogenannte Schlauchfolien ein­ setzen.

An jedem Schlauchende kann sich zweckmäßigerweise ein formsta­ biler Anschlußstutzen befinden, der zweckmäßigerweise aus einem flexi­ blen, jedoch formstabilen Kunststoff besteht. Die Verbindung zwischen Schlauchende und Anschlußstutzen kann auf jede in der Technik übliche Weise erfolgen. Vorzugsweise wird man eine Schweißverbindung wählen.

Der Schlauchdurchmesser sollte dem Durchmesser üblicher, in der in Frage kommenden Pumpen verwendeten Schläuchen entsprechen.

Es hat sich als günstig erwiesen, den weichen biege­ schlaffen Schlauch in einen Schutzschlauch, wie er bisher als Pumpenschlauch bekannt war, einzulegen. In diesem Fall können normale Schlauchpumpen ohne Änderung direkt eingesetzt werden.

Bei dieser Ausführungsform muß der Durchmesser des erfindungsgemäßen Pumpenschlauches etwas geringer sein als der Durchmesser des Schutzschlauches.

Die Schlauchlänge richtet sich nach der Art der zu verwendenden Pumpe.

Nachstehende Zeichnungen dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung. Es zeigt

Fig. 1 den Aufbau eines Pumpenschlauches;

Fig. 2 in eine Rollenpumpe eingelegter Pumpenschlauch;

Fig. 3 Einsatz des Pumpenschlauches in der Autotrans­ fusion;

Fig. 4 Einsatz des Pumpenschlauches bei der Infusion.

Fig. 1 zeigt einen Aufriß eines erfindungsgemäßen biegeschlaffen Pumpenschlauches 1, der mit einem elastischen Schutzschlauch 2 ummantelt ist. Die linke Seite der Fig. 1 zeigt den Pumpenschlauch bei einem Druck p < 0 im zusammengefallenen Zustand, während die rechte Seite den Pumpenschlauch 1 bei einem Druck p < 0 im gefüllten Zustand zeigt. Schutzschlauch 2, der einem bisher üblichen Pumpenschlauch entspricht, verändert seine Form unter den unterschiedlichen Druck­ bedingungen nicht. Von Pumpenschlauch 1 führen An­ saugstutzen 6 bzw. Druckstutzen 7 in den Schlauch hinein bzw. aus dem Schlauch heraus.

Fig. 2 ist ein Aufriß eines erfindungsgemäßen Pumpen­ schlauches 1, ummantelt von Schutzschlauch 2, eingelegt in eine Rollenpumpe 3, wobei die Andrucks­ rollen 4 sich entgegen der Uhrzeigerrichtung be­ wegen und mindestens eine der Andruckrollen 4 auf die Kombination aus Pumpenschlauch 1 und Schutzschlauch 2 drückt. Die Flüssigkeit fließt durch Ansaugstutzen 6 in den Pumpenschlauch 1 hinein und durch Druck­ stutzen 7 aus demselben heraus. In der hier gezeigten Anordnung steht der Pumpenschlauch 1 unter Flüssigkeits­ druck, d. h. er ist nicht zusammengefallen.

Fig. 3 zeigt im Aufriß den Einsatz des Pumpenschlauches 1 in der Autotransfusion. Aus einem Blutreservoir 9 fließt Blut aus dem Auslaufstutzen 8 und wird durch Leitung 10 über Ansaugstutzen 6 dem Pumpen­ schlauch 1 der Rollenpumpe 3 zugeführt und über Druckstutzen 7 und Leitung 11 von der Pumpe zur Retransfusion gepumpt. Der Auslaufstutzen 8 des Blutreservoirs 9 befindet sich dabei unterhalb des Ansaugstutzens 6. Sobald der Flüssigkeitsspiegel h im Reservoir 9 die Höhe des Ansaugstutzens 6 erreicht hat, entsteht ein Unterdruck p < 0, der Pumpenschlauch 1 fällt zusammen, und es wird keine Flüssig­ keit mehr gefördert. Auf diese Weise ist es ausge­ schlossen, daß Luft in das System gelangt. Sobald sich der Flüssigkeitsspiegel h im Blutreservoir 9 wieder oberhalb des Ansaugstutzens 6 befindet, herrscht wieder ein Druck von p < 0 und der zusammengefallene Schlauch öffnet sich wieder für den Durchgang der Flüssigkeit.

Fig. 4 zeigt im Aufriß den Einsatz des Pumpenschlauches 1 bei der Infusion. Aus einem (nicht gezeigten) Infusions­ behälter fließt die Infusionslösung über Leitung 13 und Ansaugstutzen 6 in den Pumpenschlauch 1 der Peristaltikpumpe 12 und wird von da aus über Druck­ stutzen 7 und Leitung 14 zum Patienten gefördert. Der nahe dem Ansaugstutzen 6 befindliche Ab­ schnitt der Leitung 13 befindet sich dabei unterhalb des Ansaugstutzens 6. Sobald der Flüssigkeitsspiegel im Schlauch 13 die Höhe des Ansaugstutzens 6 erreicht hat, entsteht ein Unterdruck p < 0, der Pumpenschlauch 1 fällt zusammen, und es wird keine Flüssigkeit mehr gefördert. Die übrige Funktion ent­ spricht derjenigen, wie sie in Fig. 3 bezüglich der Rollen­ pumpe geschildert wurde.

Claims (6)

1. Schlauchpumpe für medizinische Zwecke zum Transportieren von Flüssigkeiten einschließlich Blut gegen ein Druckgefälle, bei der die Flüssigkeit durch Zusammendrücken eines verformbren Schlauches gefördert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der flüssigkeitsführende Pumpenschlauch (1) aus weichem biegeschlaffen Material besteht und so gestaltet ist, daß er bei leichtem Überdruck eine Form annimmt, die den Durchfluß einer Flüssigkeit gestattet und bei Unterdruck gegenüber Umgebungsdruck sofort in sich zusammenfällt.

2. Schlauchpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich um eine Rollenpumpe (3) oder Peristaltikpumpe (12) handelt.

3. Schlauchpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der biegeschlaffe Pumpenschlauch (1) mit einem elastischen Schutzschlauch (2) ummantelt ist.

4. Schlauchpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenschlauch (1) aus zwei übereinandergelegten Kunststoffolien-Streifen besteht, die an ihren Längskanten miteinander verschweißt sind.

5. Schlauchpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenschlauch (1) an seinen Enden mit formstabilen Anschlußstutzen (6 und 7) versehen ist.

6. Vorrichtung zum Transportieren von Flüssigkeiten einschließlich Blut, mit einer Schlauchpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, und mit einem Flüssigkeitsbehälter, dessen Auslaß mit der Schlauchpumpe verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Zufluß zur Schlauchpumpe oberhalb des Auslasses des Flüssigkeitsbehälters angeordnet ist.