DE3541521C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Filter zum Filtrieren menschlichen Blutes nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches und eignet sich besonders für einen extrakorporalen Kreislauf.

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 Filter­ element 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 patienten­ seitige Auslaß des Blutfilters etwa in Höhe des Patienten liegt.

Der bekannte Filter nach dem Oberbegriff des Hauptan­ spruches ist insofern verbesserungswürdig, als der patientenseitige Blutauslaß des Filters vertikal ausge­ richtet ist und es häufig zu einer Abknickung des seitlich zum Patienten geführten Verbindungsschlauches am Filter­ auslaß 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 Sicher­ heitsrisiko 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 wird.

Derartige Filter werden häufig bei Operationen am offenen Herzen und anderen Organen eingesetzt, wie sie durch die DE-PS 32 04 317 und die Literaturstelle "Myocardial 'Equilibration Precesses' and Myocardial Energy Turnover during Initiation 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 herunter­ gekühlt. Die bekannten Filter bieten vom Aufbau her keine Möglichkeit, die Entwicklung von Luftblasen in der zu filtrierenden Flüssigkeit und die Temperatur der Flüssig­ keit 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 ent­ fernen, 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 mit dem Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Der aus lediglich drei Einzelelementen nämlich zwei Ge­ häuseteilen 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 zylin­ drisch 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 Ausführungs­ beispiel näher erläutert. Dabei zeigt

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

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 hohl­ zylindrischen Filterelement 5. Die beiden Gehäuse­ teile 7, 9 sind mittels einer ineinandergreifenden Gehäuse­ profilierung dauerhaft bei 21 durch Klebung oder Ultra­ schallschweißung verbunden.

Das Gehäuseteil 7 weist den zentralen unteren Blutein­ laß 2 auf, der sich in Form eines Steigrohres 3 axial verlängert und praktisch den gesamten Hohlzylinder 4 des Filterelementes 5 durchsetzt. Vom Hohlzylinder 4 wird durch das Steigrohr 3 ein im Querschnitt zwei- bis fünfmal größer als das Steigrohr gehaltener Sinkraum 6 abgeteilt. 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 der Blutauslaß 18 vorgesehen. Der Blutauslaß 18 ist über einen Sammelschacht 16 in Form einer radial abstehenden Gehäuseausbuchtung 17 mit einem im Gehäuse­ teil 7 im oberen Bereich angeformten Ringraum 13 verbunden.

Das andere Gehäuseteil 9 bildet an seinem Umfang die Ergänzung des schräg ansteigenden Sammelraumes, des Ringraumes 13 und trägt an seiner höchsten Stelle des Sammelraumes einen Anschluß als zweiten Gasauslaß 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 oder eines Thermometers dient, wie 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 Gehäuse­ abschnitt, eine Gehäuseverlängerung 11, die eine Gasabscheidekammer 11′ bildet und ebenfalls in einem Stutzen den Gasauslaß 12 endet. Wie in Fig. 1 schematisch angedeutet, sind die als Luer Lock ausge­ bildeten Stutzen 12 und 14 mit Zwei-Wegeventilen V 2 und V 1 ausgestattet.

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

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

Das Filterelement 5 besteht aus einem Gewebe, vorzugs­ weise 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 Blut­ auslaß 18, der über eine (arterielle) Schlauchleitung 18′ zum Patienten P führt. Ein Abknicken der Schlauch­ leitungen 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 Sicher­ heit erheblich erhöht und die Handhabung des Filters 1 verbessert wird, ohne daß dies durch eine größere Anzahl von Einzelheiten erkauft werden müßte.

Claims (11)

1. Filter zum Filtrieren menschlichen Blutes, mit einem Blut­ einlaß (2), einem Blutauslaß (18) und einem zwischen diesen angeordneten, vertikal ausgerichteten hohlzylindrisch geformten Filterelement (5), das mit seinen Stirnflächen im Filtergehäuse (7, 9) zwischen dem Bluteinlaß (2) und dem Blutauslaß (18) angeordnete Gehäusekammern derart gegeneinander abdichtet, daß das Blut bestimmungsgemäß nur durch das Filterelement (5) fließen kann, wobei der Bluteinlaß (2) auf der Achse des Gehäuses und des hohl­ zylindrischen Filterelementes (5) angeordnet und an der höchsten Stelle des Gehäuses ein erster Gasauslaß (12) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Bluteinlaß (2) als zentrales Steigrohr (3) den Innen­ raum des hohlzylindrischen Filterelements (5) axial durchsetzt und diesen Innenraum in den Bereich des im Querschnitt kleiner gehaltenen Steigrohrs (3) und in den eines im Querschnitt mehrfach größer gehaltenen Sinkraums (6) für das Blut aufteilt und der Innen­ raum in einer darüber gelegenen Gasabscheide­ kammer (11′) mündet, die den verschließbaren ersten 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 einem zweiten Gasauslaß (14) Verbindung hat.

2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringraum (13) im Bereich der oberen aktiven Filterfläche des Filterelementes (5) angeordnet ist und der verschließbare zweite Gasauslaß (14) am höchsten Punkt des Ringraumes (13) angeordnet ist.

3. Filter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringraum schräg zur senkrechten Filterachse verläuft.

4. Filter nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Blutauslaß (18) als horizontal ab­ stehender Stutzen ausgebildet ist und durch einen vertikalen Sammelschacht (16) mit dem Ringraum (13) verbunden ist.

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

6. Filter nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Sammelschacht (16) axial in einer verschließbaren Öffnung an einem zweiten 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) oder für ein Thermometer bildet.

7. Filter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Stutzen (15) mit Sammelschacht (16) diametral einem Stutzen für den Gasauslaß (14) des Ringraumes (13) gegenüber­ liegend angeordnet ist.

8. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, 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.

9. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasabscheidekammer (11′) durch eine axiale Gehäuseverlängerung (11) gebildet ist und diese zum Anbringen eines umschließenden Gasblasen­ detektors zylindrisch geformt ist.

10. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, 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.

11. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, 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.