DE3541521A1 - Filter zum filtrieren menschlichen blutes, insbesondere in einem extrakorporalen kreislauf - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Filter zum Filtrieren menschlichen Blutes, insbesondere in einem extra korporalen Kreislauf nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches. Bei einem bekannten Blutfilter dieser Art (DE-PS 21 55 820) ist der Filter im wesentlichen rotationssymmetrisch aufgebaut, wobei Bluteinlaß und der Blutauslaß in der Rotationsachse des Gehäuses angeordnet sind. An der höchsten Stelle der Blutauslaßkammer, d. h. auf der arteriellen Seite des Filterelementes ist ein Gasauslaßventil vorgesehen. Das Filterelement selbst ist als hohlzylindrisches Filterelement ausgebildet, dessen Stirnflächen durch je eine Endkappe dichtend eingefaßt sind, wobei die obere Endkappe den hohlzylindrischen Raum in der Verlängerung des Bluteinlasses verschließt, so daß das Blut vom inneren Zylinderraum durch das Filterelement in den äußeren Zylinderraum strömt.

Das Filterelement hat die Aufgabe, Mikroembolien aus dem Blut auszufiltern und das Gasauslaßventil auf der Patientenseite des Filterelementes hat die Aufgabe zur Vermeidung von Gasembolien, an der höchsten Stelle des Zylindergehäuses sich ansammelnde Gasblasen nach außen abzuführen.

Derartige Filter werden in Verbindung mit einer Herz- Lungen-Maschine vertikal ausgerichtet betrieben, wobei in einer üblichen Anordnung des Filters dieser über der Herz-Lungen-Maschine angeordnet ist und der patientenseitige Auslaß des Blutfilters etwa in Höhe des Patienten liegt.

Der bekannte Filter nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches ist insofern verbesserungswürdig, als der patientenseitige Blutauslaß des Filters vertikal ausgerichtet ist und es häufig zu einer Abknickung des seitlich zum Patienten geführten Verbindungsschlauches am Filterauslaß kommt.

Es sind auch Filter bekannt, bei denen beide Anschlüsse axial nach unten abstehen, so daß auch hier ähnliche Probleme auftreten und die Anschlüsse ein zusätzliches Sicherheitsrisiko in sich bergen. Ein weiteres Sicherheitsrisiko bei den bekannten Filtern besteht darin, daß das aus der Herz-Lungen-Maschine herausgeförderte Blut keine ausreichende Möglichkeit findet, sich innerhalb des Filtergehäuses zu beruhigen, so daß dadurch die Gefahr von Gasembolien erhöht werden.

Derartige Filter werden häufig bei Operationen am offenen Herzen und anneren Organen eingesetzt, wie sie durch die DE-PS 32 04 317 und die Literaturstelle "Myocardial 'Equilibration Precesses' und Myocardial Energy Turnover during Initation of Artificial Cardiac Arrest with Cardioplegic Solution - Reasons for a Sufficiently Long Cardioplegic Perfusion" publiziert in Thorac. cardiovasc, Surgeon 29 (1981) 71-76 beschrieben sind. Bei solchen Operationen wird das Blut bzw. eine Kardioplegie-Lösung auf etwa +4 bis +6°C in der Herz-Lungen-Maschine heruntergekühlt. Die bekannten Filter bieten vom Aufbau her keine Möglichkeit, die Entwicklung von Luftblasen in der zu filtrierenden Flüssigkeit und die Temperatur der Flüssigkeit im Filter meßtechnisch zu erfassen. Dies ist nur in den einzelnen Leitungsabschnitten außerhalb des Filters möglich.

Die bekannten Filter sind in der Regel aus transparentem Kunststoff aus vier und mehr Teilen aufgebaut. Trotz der Transparenz kann aufgrund der Gehäusekonstruktion und der Anordnung des Filterelementes innerhalb dieser Konstruktion entweder nur die eine oder andere Kammerseite des Gehäuses auf Gasblasenbildung beobachtet und entlüftet werden. Um beim Füllen des Filters das eingeschlossene Gas zu entfernen, hilft man sich dadurch, daß das eingeschlossene Gas in der nicht entlüftbaren Kammer durch umdrehen des Filters um 180° in die entlüftbare Kammer entweichen kann. Dieser Vorgang muß in der Regel mehrmals erfolgen und bleibt von der Handhabung her unbefriedigend und ist medizintechnisch nicht risikolos.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln einen Filter nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches bezüglich seiner Handhabung bei der Entlüftung und seiner Funktionssicherheit in Hinsicht auf die Gefahren durch Gasblasenbildung und durch das Abknicken des Verbindungsschlauches zum Patienten zu verbessern, ohne dabei die Anzahl seiner Einzelteile zu vergrößern und damit zu verteuern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Hauptanspruch angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Der aus lediglich drei Einzelelementen nämlich zwei Gehäuseteilen und dem darin integrierten Filterelement gebildete Filter hat einen direkt über der Herz-Lungen- Maschine liegenden Bluteinlaß, der in ein zentrales Steigrohr weitergeführt ist und den Hohlzylinder des Filterelementes praktisch in ganzer Länge durchsetzt und in einer Gasabscheidekammer endet, die vorzugsweise zylindrisch ausgebildet ist und sich nach oben fortsetzt und ein ausreichendes Volumen aufweist, um Gasblasen im Blut bzw. der zu filtrierenden Flüssigkeit zur Abscheidung zu bringen. Das zentrale Steigrohr ist dabei von einem im Querschnitt größer gehaltenen Sinkraum umschlossen, in der das Blut Gelegenheit hat, sich zu beruhigen, ehe es radial durch das Filtertuch des plissierten Filterelementes nach außen auf die arterielle Seite bzw. Patientenseite des Filters tritt. Durch den horizontal abstehenden Blutauslaß kann das Abknicken von Verbindungsschläuchen vermieden werden, da dieser sowohl in bezug auf die Herz-Lungen- Maschine als auch auf die Lage des Patienten optimal angeordnet ist.

Der Erfindungsgedanke ist in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel näher erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 den Filter in Seitenansicht, ergänzt durch schematisch angedeutete Einsatzmittel für den Einsatz des Filters bei den erwähnten Operationstechniken,

Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch den Filter nach der Linie 2-2 in Fig. 3 und

Fig. 3 einen Horizontalschnitt durch den Filter nach der Linie 3-3 in Fig. 2.

Der Filter nach 1 besteht im wesentlichen aus den beiden Gehäuseteilen 7 und 9 und dem darin integrierten hohlzylindrischen Filterelement 5. Die beiden Gehäuseteile 7,9 sind mittels einer ineinandergreifenden Gehäuseprofilierung dauerhaft bei 21 durch Klebung oder Ultraschallschweißung verbunden.

Das Gehäuseteil 7 weist den zentralen unteren Bluteinlaß 2 auf, der sich in Form eines Steigrohres 3 axial verlängert und praktisch den gesamten Hohlzylinder 4 des Filterelementes 5 durchsetzt. Der Hohlzylinder 4 wird durch das Steigrohr 3 in einen im Querschnitt zwei- bis fünfmal größer gehaltenen Sinkraum 6 aufgeteilt. Das Gehäuseteil 7 weist weiterhin im unteren Bereich ein im Querschnitt U-förmig ausgebildetes Aufnahmelager 8 zur Aufnahme der unteren Stirnfläche des Filterelementes 5 und zur Aufnahme des Dichtungsmittels 19 auf, mit welchem die dichtende Verbindung zwischen dem unteren Ende des Filterelementes 5 und des Aufnahmelagers 8 erreicht wird. Oberhalb des Aufnahmelagers 8 beginnt die aktive Filterfläche des Filterelementes 5. In diesem Bereich ist als radialer Stutzen 18 der Blutauslaß vorgesehen. Der Blutauslaß 18 ist über einen Sammelschacht 16 in Form einer radial abstehenden Gehäuseausbuchtung 17 mit einem im Gehäuseteil 7 im oberen Bereich angeformten Ringraum 13 verbunden.

Das andere Gehäuseteil 9 bildet an seinem Umfang die Ergänzung des schräg ansteigenden Sammelraumes 13 und trägt an seiner höchsten Stelle des Sammelraumes 13 einen Anschluß 14 zur Aufnahme eines Entlüftungsventiles. Diametral gegenüberliegend ist im Gehäuseteil 9 ein weiterer Stutzen 15 vorgesehen, der in der axialen Verlängerung des Sammelschachtes 16 liegt und zur Aufnahme eines Temperaturfühlers T bzw. eines Thermometers dient, wies es in Fig. 1 angedeutet ist. Das Gehäuseteil 9 hat ebenfalls ein im Querschnitt U-förmiges Aufnahmelager 10 zur Aufnahme des oberen Endes des Filterelementes 5 und des Dichtungsmittels 20.

Oberhalb des Steigrohres 3 und oberhalb des Sinkraumes 6 verlängert sich dieser in einen zylindrischen Gehäuseabschnitt 11 der eine Gasabscheidekammer 11′ bildet und ebenfalls in einem Stutzen 12 endet. Wie in Fig. 1 schematisch angedeutet, sind die als Luer Lock ausgebildeten Stutzen 12 und 14 mit Zwei-Wegventilen V 2 und V 1 ausgestattet.

Der Gehäuseabschnitt 11 für die Gasabscheidekammer 11′ ist zylindrisch und so bemessen, daß die Außenseite durch handelsübliche Gasblasendetektoren GD (wie in Fig. 1 angedeutet) umfaßt werden können. Derartige Gasblasendetektoren arbeiten zumeist auf Basis von Ultraschall und lösen bei verstärkt auftretenden Gasblasen einen Alarm aus.

Am Bauteil 9 sind noch fingerförmige Montagehilfen 19 integriert, die eine Zentrierung des hohlzylindrischen Filterelementes 5 erleichtern sollen.

Das Filterelement 5 besteht aus einem Gewebe, vorzugsweise Polyestermonofilen mit einer Fadenstärke von 30 µm und einer Maschenweite (lichter Abstand der Fäden) von 40 µm bzw. die Maschenweite liegt zwischen 20 µm und 40 µm. Das Gewebe ist vorzugsweise in Köperbindung ausgeführt. Das Gewebe kann auch mit einer weiteren Filterschicht in Form eines Filtervlieses aus Kunststoffmonofilen ergänzt werden, welches stromaufwärts vor dem eigentlichen Filtergewebe angeordnet ist.

Das Filtergehäuse besteht vorzugsweise aus transparentem Kunststoff z. B. aus Polyester. Das Dichtungsmittel besteht aus Polyurethan, welches sich im Medizinbereich bereits bestens bewährt hat. Die Enden des Filtergewebes, eventuell mit Filtervlies, sind miteinander verschweißt.

In Fig. 1 wird die sinnvolle Formgestaltung des Filters 1 deutlich. Mit P ist der Patient angedeutet, von dem eine Schlauchleitung 2″ als venöser Leitung direkt in eine Herz-Lungen-Maschine führt. Von der Herz-Lungen-Maschine HLM führt eine Leitung 2′ direkt in den untenliegenden Bluteinlaßstutzen 2. Das filtrierte Blut verläßt den Filter 1 durch das Filterelement 5 hindurch durch den Sammelschacht 17 und den horizontal abgehenden Blutauslaß 18, der über eine (arterielle) Schlauchleitung 18′ zum Patienten P führt. Ein Abknicken der Schlauchleitungen wird bereits durch die sinnvolle Anordnung der Anschlüsse 2 und 18 verhindert.

Sowohl die unreine Seite 2, 3, 11′, 4 als auch die reine Seite 13, 16, 18 des Filters 1 haben einen eigenen, jeweils an der höchsten Stelle gelegenen Gasauslaß bzw. Gassammelraum und beide Seiten sind visuell einsehbar, so daß die Sicherheit erheblich erhöht und die Handhabung des Filters 1 verbessert wird, ohne daß dies durch eine größere Anzahl von Einzelteilen erkauft werden müßte.

Claims (10)

1. Filter zum Filtrieren menschlichen Blutes, insbesondere in einem extrakorporalen Kreislauf, mit einem Bluteinlaß, einem Blutauslaß, einem zwischen diesen angeordneten, vertikal ausgerichteten hohlzylindrisch geformten Filterelement, das mit seinen Stirnflächen im Filtergehäuse zwischen dem Bluteinlaß und dem Blutauslaß angeordnete Gehäusekammern derart gegeneinander abdichtet, daß das Blut bestimmungsgemäß nur durch das Filterelement fließen kann, wobei der Bluteinlaß im Zentrum des Gehäuses und des hohlzylindrischen Filterelementes angeordnet und an der höchsten Stelle des Gehäues ein Gasauslaß angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Bluteinlaß (2) als zentrales Steigrohr (3) den Hohlzylinder (4) des Filterelementes (5) axial durchsetzt und dessen Querschnitt in einen kleiner gehaltenen Steigrohrquerschnitt (3′) und in einen mehrfach größer gehaltenen Sinkraumquerschnitt (6) für das Blut aufteilt, und der Sinkraumquerschnitt (6) in seiner Verlängerungsachse in einer fortgeführten Gasabscheidekammer (11′) mündet, die einen eigenen verschließbaren Gasauslaß (12) aufweist und daß der Blutauslaß (18) im Bereich der am tiefsten liegenden aktiven Filterfläche des Filterelementes (5) als abstehender Stutzen ausgebildet ist, der mit einem die Außenseite des Filterelementes (5) umschließenden Ringraum (13) mit Gasauslaß (14) Verbindung hat.

2. Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringraum (13) im Bereich der oberen aktiven Filterfläche des Filterelementes (5) angeordnet ist und der verschließbare Gasauslaß (14) am höchsten Punkt des vorzugsweise schräg zur senkrechten Filterachse verlaufenden Ringraumes (13) angeordnet ist.

3. Filterelement nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Blutauslaß (18) als horizontal abstehender Stutzen ausgebildet ist und durch einen vertikalen Sammelschacht (16) mit dem Ringraum (13) verbunden ist.

4. Filterelement nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der vertikale Sammelschacht (16) durch eine radiale Gehäuseausbuchtung (17) gebildet ist, die zum Filterelement (5) hin offen ist.

5. Filterelement nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelschacht (16) axial in einer verschließbaren Öffnung bzw. einem Stutzen (15) in der Gehäusedecke (9) endet und dieser Stutzen (15) und der Sammelschacht (16) ein Aufnahmelager für einen in das filtrierte Blut eintauchenden Temperatursensor (T) bzw. Thermometer bildet.

6. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Stutzen (15) mit Sammelschacht (16) diametral dem Gasauslaßstutzen (14) des Ringraumes (13) gegenüberliegend angeordnet ist.

7. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (7, 9) innenseitig an seiner oberen und unteren Stirnfläche ein angeformtes, im Querschnitt U-förmiges Aufnahmelager (8, 10) für die Stirnflächen des hohlzylindrischen Filterelementes (5) und dessen Stirnflächen mit dem Gehäuse (7, 9) verbindendes Dichtungsmittel (19, 20) aufweist.

8. Filterelement 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasabscheidekammer (11′) durch eine axiale Gehäuseverlängerung (11) gebildet ist und diese zur Aufnahme eines umschließenden Gasblasendetektors zylindrisch geformt ist.

9. Filterelement 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement (5) durch ein in eine Vielzahl von Falten gelegtes, ein- und/oder mehrlagiges Filtertuch aus gewebten und/oder ungewebten vliesartigen Kunststoffmonofilen gebildet ist.

10. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (7,9) aus transparentem Kunststoff gebildet ist und aus nur zwei Gehäuseteilen (7,9) besteht, die unmittelbar das hohlzylindrische Filterelement (5) aufnehmen und mittels einer ineinandergreifenden Profilierung randseitig leckdicht dauerhaft verbunden sind.