DE3888120T2 - Integrierte Behandlungseinheit für extrakorporalen Blutkreislauf. - Google Patents

Integrierte Behandlungseinheit für extrakorporalen Blutkreislauf.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine integrierte Behandlungseinheit für einen extrakorporalen Blutkreislauf.
  • Es ist bekannt, daß es während einiger chirurgischer Operationen notwendig ist, eine extrakorporale Blutzirkulation in einem Kreislauf vorzusehen, der eine Vielzahl von allgemein bekannten, mittels Verbindungsleitungen verbundenen Vorrichtungen enthält: Eine dieser Vorrichtungen ist der sog. Behälter für venöses Blut, der das vom Patienten kommende Blut sammelt und eine andere Vorrichtung ist die sog. Cardiotome, die als Blutspeicherbehälter arbeitet und normalerweise das vom Operationsfeld zurückgewonnene Blut aufnimmt.
  • Bei der extrakorporalen Zirkulation muß das Blut, nach den Vorschriften, Wärme abgeben oder aufnehmen, so daß ein Wärmetauscher für diesen Zweck vorgesehen ist, in dem das durch ihn strömende Blut Wärme mit einer Flüssigkeit, normalerweise Wasser, austauscht; es ist ferner notwendig, das Blut zu oxygenieren, so daß in extrakorporalen Blutkreisläufen ein Oxygenator vorgesehen ist.
  • Bei den bekannten extrakorporalen Blutkreisläufen können alle diese Vorrichtungen unabhängig voneinander sein, so daß ein leicht vorstellbares Durcheinander der Verbindungsleitungen entsteht, oder sie können wenigstens teilweise, jedoch nicht auf optimale Art und Weise integriert sein: Dies führt zu Schwierigkeiten bei der Installation aufgrund der Verwirrung bei den vorgesehenen Verbindungen und aufgrund der Schwierigkeiten bei der Plazierung all der Vorrichtungen in einem normalerweise begrenzten Bereich in der Nähe des Operationsfeldes; zudem werden keine ausreichenden Sicherheitsvorkehrungen getroffen, um zu verhindern, daß Luft in den Patienten eingeführt wird.
  • In dieser Hinsicht zeigt die EP-A-0 190 020 ein einheitliches Rücklaufreservoir für venöses Blut mit einem cardiotomischen Filter, das in Kombination die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruches 1 aufweist. Weiterhin zeigt die US-A-4 490 331 zusammen mit einer Kombination eines cardiotomischen Reservoirs und einem Reservoir für das venöse Blut einen Oxygenator und einen Wärmetauscher, wobei ein einheitliches System gebildet wird. Die US-A-4 131 431 zeigt zusätzlich ein Blut-Absperrventil mit einem Kugelelement, das in dem Blut-Reservoir schwimmt und einen Sitz des Auslaßventils, an dem das Kugelelement bei der Abwesenheit von Blut anliegt.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine möglichst einfache integrierte Behandlungselnheit für einen extrakorporalen Blutkreislauf bereitzustellen, so daß jegliche Bedienung bei der Installation und der Steuerung des korrekten Betriebes vereinfacht werden und eine größere Sicherheit für den Patienten gewährleistet ist.
  • Die vorgeschlagene Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine integrierte Behandlungseinheit für die Verwendung bei extrakorporalen Blutkreisläufen gemäß dem Anspruch 1 gelöst.
  • Weitere Ausgestaltungen und Vorteile werden durch die Beschreibung eines bevorzugten, jedoch nicht ausschließlichen, Ausführungsbeispieles der Erfindung ersichtlich, das als nichteinschränkend gedachtes Beispiel in der begleitenden Zeichnung dargestellt ist, wobei die einzige Figur einen Längs-Querschnitt der Erfindung mit der mechanischen Sicherheitsvorrichtung am Auslaufanschluß des Blutes aus dem Behälter in der Schließstellung dieses Anschlusses darstellt.
  • Mit Bezug auf die oben beschriebene Figur wird mit dem Bezugszeichen 1 allgemein der Behälter bezeichnet, in dem das durch die Trägerstruktur 3 gehalterte Entschäumungsmaterial 2 vorgesehen ist, das in der Form einer Zylinderwand derart angeordnet ist, daß in dessen Innerem ein Freiraum verbleibt, der durch den Zwischenboden 4 in zwei Teile unterteilt wird.
  • Über den Einlaufanschluß 7 gelangt das vom Patienten kommende Blut in den unteren Teil 5, der nach unten durch den Zwischenboden 6 begrenzt ist, während das vom Operationsfeld kommende Blut über einen sich von dem Deckel 9 des Behälters erstreckenden Anschluß 10 in den oberen Teil 8 gelangt, der nach oben durch einen Teil des Deckels begrenzt wird.
  • Der Filter 11 umschließt das Entschäumungsmaterial 2 völlig und ist für die Verarbeitung des vom Patienten kommenden Blutes ausreichend; für die Verarbeitung des vom Operationsfeld kommenden Blutes ist ein zusätzlicher Filter 12 vorgesehen. Nach passieren des Entschäumungsmateriales 2 und der geeigneten Filterung sammelt sich das Blut in dem Ringraum, der durch die Wand des Behälters 1 begrenzt wird, so daß er die Funktionen, die bei den bekannten außerkorporalen Blutkreisläufen entsprechend durch den Behälter für das venöse Blut und die Cardiotome durchgeführt werden, gleichzeitig ausführen kann.
  • Der beschriebene Behälter 1 ist durch eine allgemein bekannte Schnellverbindung 13 mit einem einstückigen Gebilde verbunden, das oben den Oxygenator 14 und unten den Wärmetauscher 15, die beide allgemein bekannt sind, aufweist.
  • Von dem Oxygenator 14 zeigt die Figur jedenfalls ein Bündel von Kapillaren in einer mikroporösen Membran 16, die an den Enden in Ringe aus Polyurethan-Harz eingelassen ist, was als "potting" bezeichnet wird. Das obere potting bildet die ringförmige Sauerstoffkammer 17 mit der Leitung 18 für das Einströmen von Sauerstoff und die ringförmige Blutkammer 19, während das untere potting die Sauerstoffkammer 20 mit der Leitung 21 für den Auslaß bildet.
  • Der Wärmetauscher 15 zeigt einen Anschluß 22 für das Einströmen von Blut und kleine Lamellen 23, die eine Wand für den Wärmeaustausch zwischen Blut und Wasser bilden, das über entsprechende Anschlüsse 24 ein- und austritt.
  • Das Blut wird durch die Wirkung einer Pumpe 25 aus dem Behälter 1 über den Anschluß 1a herausgesogen, wobei dies durch die mechanische, allgemein mit 26 bezeichnete und hernach detaillierter beschriebene Sicherheitsvorrichtung überwacht wird und gelangt zum Einlaufanschluß 23 des Wärmetauschers, und wird nach Passieren desselben direkt in den Oxygenator 14 eingeleitet, berührt die Außenseite der Kapillaren des Bündels 16 und gelangt in die Kammer 19, um über den Anschluß 27 auszutreten und zum Patienten zurückzugelangen.
  • Die Bypassleitung 28 verbindet den Einlaufanschluß 7 des Behälters 1 direkt mit dem Auslaufanschluß 27 des Oxygenators 14 und hat die nachfolgend beschriebene Funktion.
  • Der Behälter 1 enthält Blut bei Atmosphärendruck, indem es mit der Atmosphäre über den Anschluß 9a in Verbindung steht und darf offensichtlich während des Betriebes niemals geleert werden, da in diesem Fall die Pumpe 25 Luft ansaugen würde, was, wenn sie zum Patienten weitergeleitet würde, tödliche Konsequenzen haben könnte. Um diesen Vorfall zu verhindern, könnte an der Außenseite des Behälters 1 ein allgemein bekannter Pegel-Kontrollsensor vorgesehen werden, der den Betrieb der Pumpe 25 anhält und ein Alarmsignal auslöst, wenn der gefährliche Zustand angenähert wird. Die tatsächliche Sicherheit gegen die Entleerung des Behälters wird jedoch durch die oben erwähnte mechanische Vorrichtung 26 gewährleistet.
  • Diese Vorrichtung enthält eine, am Aufbau des Behälters 1 befestigte elastische Membran 29, die bei normalen Betriebsbedingungen durch den hydrostatischen Druck des anliegenden, im Behälter vorhandenen Blutes gegen die kleine Abdeckung 30 gedrückt wird. Bei einer derartigen Konstellation wird daher der Anschluß 1a durch die Membran 29 offengehalten und erlaubt das Durchströmen von Blut, aber wenn der hydrostatische Druck einen dem minimalen Pegel des Blutes im Behälter entsprechenden Wert erreicht, bewegt sich die Membran 29 im Sinne eines Verschließens des Anschlusses, wie das in dem in der Zeichnung veranschaulichten Zustand angenommen wird; auf diese Weise ist es unmöglich, den Behälter zu leeren.
  • Von der Schließstellung wird der Zustand des Normalbetriebs wieder zurückgewonnen, indem die Membran 29 in die Stellung zurückgeführt wird, die das Öffnen des Anschlusses 1a vorsieht, wobei der Greifzapfen 29a von einer Bedienperson manuell betätigt wird, indem der Greifzapfen beispielsweise durch eine durch die zentrale Öffnung in der kleinen Abdeckung 30 eingeführte Zange angepackt und herausgezogen wird.
  • Die mechanische Sicherheitsvorrichtung 26 kann als selbständiges Element vorgesehen werden, wobei in diesem Fall die elastische Membran 29 und die Abdeckung 30 mit einem Gebilde verbunden werden, das zur Anbringung an dem Behälter 1 angepaßt ist.
  • Im Fall der nicht aktivierten Pegel-Kontrollsensoren kann durch das Eingreifen der oben beschriebenen Sicherheitsvorrichtung das Freigeben von Gas in das Blut bestimmt werden, das in der Ansaugleitung enthalten ist, welche den zeitweilig verschlossenen Anschluß 1a mit der Pumpe 25 verbindet, da das Blut durch die Pumpe in Unterdruck versetzt wird.
  • Dieses Blut kann nicht mehr in den Patienten infundiert werden, so daß mit Hilfe von Klammern die an den Auslaufanschluß 27 angeschlossene Leitung verschlossen wird und das Blut über den Bypass 28 in die Vorrichtung zurückgeführt wird, wobei die Mittel, die beispielsweise durch Klammern gebildet werden und normalerweise den Bypass im normalen Betriebszustand verschließen, entfernt werden.
  • Neben der oben beschriebenen Funktion dient der Bypass 28 auch zur Erzeugung einer Rezirkulation des Blutes zum Oxygenator 14, wenn das vom Patienten kommende Blut ausbleibt, da der Oxygenator nicht mit stehender Flüssigkeit gefüllt bleiben darf.
  • Schließlich muß erwähnt werden, daß der Deckel 9 drehbar mit dem Behälter 1 verbunden ist, so daß der Anschluß 10 wie gewünscht ausgerichtet werden kann und eine Abdichtung 9b für den Fall vorgesehen ist, daß der Behälter für eine andere als die typische bis jetzt oben beschriebene Anwendung verwendet wird, die in der Gewinnung von Blut aus Drainagen nach der Operation besteht; in diesem Fall muß der Behälter in Unterdruck versetzt werden, so daß die Abdichtung notwendig ist und ebenso der Behälter entsprechend dimensioniert ist, so daß er den durch den Unterdruck hervorgerufenen Beanspruchungen standhält.
  • Die Beschreibung macht die Vorteile der Erfindung ersichtlich, die im wesentlichen in der drastischen Reduzierung der Verbindungsleitungen im Vergleich zu denen bei extrakorporalen Blutkreisläufen gemäß dem Stand der Technik liegen: dies führt zu einer beachtlichen Vereinfachung bei der Installation aufgrund der Geschwindigkeit bei der Erstellung der Verbindungen als auch bei der einfachen Anordnung des Kreislaufes, was sich durch das reduzierte Ausmaß ergibt.
  • Vorteile der Erfindung werden auch bei der Kontrolle des Betriebes beobachtet, wo ein offener Behälter vorgesehen wurde, der so sicher ist wie ein geschlossener Behälter, was die Möglichkeit der Einführung von Luft in den Patienten anbelangt.
  • Bei der beschriebenen Erfindung sind eine Vielzahl von Modifikationen und Änderungen möglich, die alle innerhalb des Schutzumfanges liegen; so kann beispielsweise der Wärmetauscher direkt an den Behälter angeschlossen werden, das Vorhandensein einer Pumpe wird nur am Auslaß der erfindungsgemäßen integrierten Einheit vorgesehen, oder am Einlaß des Oxygenators eingefügt werden.
  • Bei dem praktischen Ausführungsbeispiel der Erfindung können alle Einzelheiten durch andere technisch äquivalente Elemente ersetzt werden; weiterhin können die verwendeten Materialien sowie die Formen und Dimensionen je nach den Anforderungen frei gewählt werden.
  • Die Bezugszeichen der in irgendeinem Anspruch genannten technischen Merkmale sind nur zum Zweck des besseren Verständnisses der Ansprüche eingefügt und schränken daher auch den Schutzumfang jedes beispielhaft durch ein derartiges Bezugszeichen genanntes Element nicht ein.

Claims (11)

1. Eine integrierte Behandlungseinheit für die Verwendung in einem extrakorporalen Blutkreislauf, enthaltend:
- einen Behälter (1) , der im Inneren mit einer Wand aus Entschäumungsmaterial (2) versehen ist und wenigstens einen Filter (11, 12) enthält;
- einen Einlaufanschluß (7) für das von einem Patienten kommende Blut und einen Einlaufanschluß (10) für das von einem Operationsfeld kommende Blut, wobei die Anschlüsse (7 und 10) derart angeordnet sind, daß das von ihnen kommende Blut durch das Entschäumungsmaterial (2) und den Filter (11, 12) gelangt, wonach das Blut in dem Behälter (1) gehalten wird, so daß der Behälter gleichzeitig als Cardiotome und Behälter für das venöse Blut wirkt; und
- einen am Boden des Behälters vorgesehenen Auslaufanschluß (1a) für den Ausfluß des in ihm enthaltenen Blutes,
wobei die integrierte Einheit durch folgende Merkmale gekennzeichnet ist:
- einen Wärmetauscher (15) und einen Oxygenator (14) , die beide einstückig mit dem Behälter (1) verbunden und derart ausgebildet sind, daß sie von dem vom Auslaufanschluß (1a) des Behälters (1) ausfließenden Blut durchflossen werden; und
- eine mechanische Sicherheitsvorrichtung (26) die am Auslaufanschluß (1a) des Behälters vorgesehen ist, um das Schließen des Auslaufanschlusses bei Entleerung des Behälters zu bestimmen,
wobei die mechanische Sicherheitsvorrichtung eine elastische Membran (29) enthält, die derart ausgebildet ist, daß sie durch den hydrostatischen Druck des anliegenden Blutes in einer derartigen Stellung gehalten wird, daß der Auslaufanschluß offengehalten wird und daß sie sich zum Verschließen derselben bewegt, wenn der Druck einen Wert erreicht hat, der einem Minimalpegel des Blutes im Behälter entspricht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin eine Blutzirkulationspumpe (25) enthält, deren Ansaugleitung mit dem Auslaufanschluß (1a) verbunden ist und deren Auslaß mit einem Bluteinlaufanschluß (22) des Wärmetauschers (15) verbunden ist, wobei der Wärmetauscher einen Auslaß aufweist, der mit dem Einlaß des Oxygenators (14) verbunden ist, von dem das Blut zum Patienten zurückgelangt.
3. Vorichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaufanschluß (1a) des Behälters (1) direkt mit einem Einlauf (22) des Wärmetauschers (15) verbunden ist und die Einheit weiterhin eine am Einlauf des Oxygenators (14) angeordnete Pumpe enthält, die zur Bestimmung der Blutzirkulation angepaßt ist und an ihrer Ahsaugstelle mit einem Auslauf des Wärmetauschers (15) verbunden ist.
4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (1) in einer Stellung über einem einstückigen Gebilde angeordnet ist, das oben einen Oxygenator (14) und unten einen Wärmetauscher (15) aufweist und mit ihm über eine Schnellverbindung (13) verbunden ist.
5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Behälterdeckel (19) mit einem Anschluß (9a), der das Innere des Behälters (1) mit der Atmosphäre verbindet.
6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand des Entschäumungsmaterials (2) eine zylindrische Form hat und in zwei Teile geteilt ist, die einen unteren Teil (5) einschließen, der mit dem Einlaufanschluß (7) für das vom Patienten kommende Blut versehen ist und einen oberen Teil (8) einschließen, der mit dem Einlaufanschluß (10) für das von einem Operationsfeld kommende Blut versehen ist, wobei der obere Teil nach oben durch einen Teil des Behälterdeckels (9) begrenzt wird, in dem der Einlaufanschluß (10) für das vom Operationsfeld kommende Blut angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Teil (5) der Wand des Entschäumungsmaterials mit einem Filter (11) versehen ist und der obere Teil (8) ebenfalls mit diesem Filter (11) und zusätzlich mit einem weiteren Filter (12) versehen ist.
8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälterdeckel (9) drehbar mit dem Behälter (1) verbunden ist, wobei dazwischen Abdichtungen (9b) eingefügt sind, die es erlauben, den Behälter in Unterdruck zu versetzen.
9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin eine Bypassleitung (28) aufweist, die zwischen dem Auslaufanschluß des Oxygenators und einem (7) der Einlaufanschlüsse des Behälters eingefügt ist.
10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (29) mit einem Zapfen (29a) versehen ist, der von einer Bedienperson gegriffen werden kann, um die Membran von der Schließstellung in die Öffnungsstellung zurückzuführen, wobei die mechanische Sicherheitsvorrichtung (26) weiterhin eine kleine Abdeckung (30) aufweist, die die elastische Deformation der Membran im Zustand des geöffneten Anschlusses begrenzt.
11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Sicherheitsvorrichtung (26) in einer selbständigen Behälterstruktur angeordnet ist, die am Behälter befestigbar ist.
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