DE60031903T2

DE60031903T2 - Venöser Filter für unterstützte venöse Rückführung

Info

Publication number: DE60031903T2
Application number: DE60031903T
Authority: DE
Inventors: Robert F. Huntington Beach Gremel; Roger J. Ahaheim Hills Elgas
Original assignee: Medtronic Inc
Current assignee: Medtronic Inc
Priority date: 1999-02-17
Filing date: 2000-02-17
Publication date: 2007-09-20
Anticipated expiration: 2020-02-18
Also published as: DE60031903D1; EP1036567A2; US6302860B1; US6524267B1; EP1036567A3; ES2275456T3; EP1036567B1

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf Blutfilter, die in kardiopulmonalen Bypass-Kreisläufen verwendet werden, und insbesondere auf einen Unterdruckblutfilter zur Verwendung in der venösen Leitung, egal ob assistierte venöse Rückführtechniken verwendet werden oder nicht.
Ein konventioneller kardiopulmonaler Bypass verwendet einen extrakorporalen Blutkreislauf, der eine venöse Drainageleitung, ein venöses Reservoir, eine Blutpumpe, einen Oxygenator/eine künstliche Lunge und einen arteriellen Filter umfasst. Blutzirkulation wird mittels Drainieren/Ableiten von Blut aus dem Patienten mittels Schwerkraft durch die venöse Drainageleitung zu dem venösen Reservoir erreicht. Von dort läuft das Blut abwärts zur Blutpumpe, dabei diese Stelle des Kreislaufes in einem Unterdruck bezüglich der Atmosphäre versetzend. Die Pumpe führt Überdruck zu, um das Blut zum Patienten durch den Oxygenator und den Filter zurückzuführen. Das venöse Reservoir halten das Blutvolumen nach Bedarf vor, währenddessen sowohl das venöse Reservoir als auch der arterielle Filter Luftblasen aus dem Blut entfernen. Diese können Gesundheitsprobleme verursachen, wenn es in der arteriellen Blutströmung zum Patienten zurückgeführt wird. Luft kann von einer Anzahl von Quellen in den Kreislauf eindringen, einschließlich um die venöse Kanüle herum und durch verschiedene unvorhergesehene intra-operative Ereignisse. Eine weitere Komplikation tritt auf, wenn eine Zentrifugalpumpe verwendet wird, in welchem Fall die Pumpe mit einem großen Luftvolumen beaufschlagt wird, wobei ihr ihre Förderleistung entzogen wird.
Um Luft vor dessen Verwendung aus einem extrakorporalen Kreislauf zu entfernen, wird der Kreislauf mit einer entsprechenden Lösung vorbereitet bzw. präpariert. Während der Operation verdünnt diese Lösung das Blut des Patienten und es ist daher wünschenswert, das erforderliche Volumen zu minimieren. Das venöse Reservoir enthält ein relativ großes Flüssigkeitsvolumen und in letzter Zeit ist vorgeschlagen worden, diese Komponente des Kreislaufes zu eliminieren. Jedoch treten verschiedene Probleme auf. Ohne das venöse Reservoir zwi schen dem Patienten und dem Oxygenator wird sich entweder jegliche Luft in der venösen Leitung in der Zentrifugalpumpe (falls verwendet) sammeln bzw. akkumulieren oder in den Oxygenator gepumpt werden. Ferner, wenn ein großer Bolus von Luft eingebracht bzw. eingeführt wird, kann es die Pumpe oder der Oxygenator ansaugen. Obwohl arterielle Filter konstruiert werden, um Luftblasen einzufangen, werden sie nicht konstruiert, um mit größeren Luftvolumina umzugehen bzw. diese zu bewältigen, die auftreten auf Grund der oben beschriebenen Ursachen können. Außerdem werden arterielle Filter stromabwärts sowohl bezüglich der Pumpe als auch des Oxygenators angeordnet und können daher Luftprobleme, die sich in diesen Vorrichtungen ereignen würden, nicht verhindern. Ferner werden konventionelle arterielle Filter konstruiert, um bei Blutüberdrücken zu arbeiten.
Die WO 96/24397 offenbart einen venösen Luftfilter zur Verwendung mit Unterdruck und eine Blasenfalle aufweisend.
Die vorliegende Erfindung verbessert die Konstruktion eines arteriellen Filters, um ihm zu ermöglichen, als venöser Filter bei einem Unterdruck verwendet zu werden und größere Luftvolumina einzufangen, und stellt einen Unterdruckvenenluftfilter bereit, umfassend:
einem luftdichten Behälter;
einem Bluteinlass an dem Behälter, der dazu geeignet ist, mit einer venösen Rückführleitung zur Einführung von venösem Blut in den Behälter verbunden zu sein;
einem Blutauslass an dem Behälter, der dazu geeignet ist, mit einer Unterdruckquelle zum Pumpen von Blut aus dem Behälter verbunden zu sein;
einer Blasenfalle in dem Behälter zum Einfangen von Luft in dem Blut; und
einer Vakuumverbindung an der Blasenfalle, die dazu geeignet ist, die Blasenfalle mit
einer Vakuumquelle zum Räumen bzw. Evakuieren der Blasenfalle zu verbinden; gekennzeichnet durch
einen Luftsensor, der angeordnet ist, um das Vorhandensein von Luft in der Blasenfalle zu erfassen und die Vakuumquelle zu aktivieren, dann und nur dann, wenn Luft in der Blasenfalle vorhanden ist.
Gemäß einem zweiten Aspekt, es ist eine Herz-Lungen-Maschine vorgesehen, die solch einen Luftfilter umfasst.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nun lediglich beispielhaft mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden.
1 zeigt ein schematisches Diagramm einer konventionellen Herz-Lungen-Maschine;
2 zeigt ein schematisches Diagramm einer Herz-Lungen-Maschine vom AVR-Typ;
3 zeigt ein schematisches Diagramm einer Herz-Lungen-Maschine gemäß der Erfindung; und
4 zeigt einen schematischen vertikalen Teilschnitt eines Filters gemäß der Erfindung.
Eine konventionelle Herz-Lungen-Ausrüstung, wie schematisch in 1 dargestellt, saugt das Blut eines Patienten 10 während kardiovaskularer Chirurgie durch eine venöse Leitung 12, oxygeniert es und führt das oxygenierte Blut durch eine arterielle Leitung 14 zum Patienten 10 zurück. Kardiotomisches Blut und Debris/Gewebereste der Operationsstelle werden durch eine Saugvorrichtung 16 angesaugt und werden durch eine Pumpe 18 in einen Kardiotomie-Filter 20 gepumpt.
In einem konventionellen extrakorporalen Blutkreislauf wird venöses Blut von der Leitung 12 sowie entschäumtes und gefiltertes Kardiotomieblut vom Filter 20 in ein venöses Reservoir 22 abgesondert bzw. abgeleitet. In dem Reservoir 22 steigt Luft, die in dem venösen Blut eingefangen ist (wie zum Beispiel Luft, die in den Blutkreislauf durch die chirurgische Nähte, nicht dargestellt, welche die venöse Leitung 12 an eine Vene des Patienten 10 befestigt, eingezogen wird) an die Oberfläche des Blutes in dem Reservoir 22 und wird durch eine Spülleitung 24 in die Atmosphäre abgelassen. Die Spülleitung 24 ist typischerweise ungefähr eine 6 mm Innendurchmesserleitung und der Luftraum über dem Blut im Reservoir 22 ist beträchtlich.
In dem konventionellen Kreislauf von 1 saugt eine Pumpe 26 Blut aus dem Reservoir 22 und pumpt es durch einen Oxygenator 28 und einen arteriellen Filter 30 in die arterielle Leitung 14. Der arterielle Filter ist im Wesentlichen eine Blasenfalle, die jegliche Mikroluft blasen größer als ungefähr 20–40 μm einfängt und sie in die Atmosphäre durch eine typischerweise ungefähr 1,5 mm ID Spülleitung 32 absondert.
Wie in 2 dargestellt, wurde in letzter Zeit vorgeschlagen, eine assistierte venöse Rückführung (AVR) zu erzeugen und das Reservoir 22 zu entfernen/eliminieren, welches einen Hauptteil des Grundvolumens des extrakorporalen Blutkreislaufes ausmacht, indem der arterielle Filter 30 in die venöse Leitung 12, stromaufwärts von der Pumpe 26 gebracht wird.
Der Filter 30 weist keinen Luftraum zwischen seinem Einlass und Auslass auf, wie es das venöse Reservoir 22 tut. Somit wird der Unterdruck, der an der Außenseite des Filters 30 in 2 durch die Pumpe 26 verursacht wird, als Saugen an die venöse Leitung 12 übertragen, dadurch die venöse Rückführung von dem Patienten 10 unterstützend.
Gemäß der Erfindung (3 und 4) ist ein Filter 30 von der Art und Größe, der konventionell wie ein arterieller Filter verwendet wird, durch verschiedene Modifikationen zum effizienten Verwenden als ein AVR Filter angepasst. Erstens wird die Evakuierung von Luft durch Vergrößerung des Spülports/Spülanschluss 34 vereinfacht, um zum Beispiel eine 6 mm ID Spülleitung aufzunehmen. Zweitens wird ein Vakuum, das größer als das normalerweise für venöse Drainage verwendete ist, an den Spülport 34 angelegt um aktiv Luft von dem Filter 30 zu spülen. Drittens wird ein Sperrventil 36 in den Spülport inkorporiert, um zu verhindern, dass Luft oder Blut von dem Kardiotomiefilter 20 (der bei Umgebungsdruck ist, aber durch das gleiche Vakuum, das den Filter 30 spült, konventionell gespült wird) durch den Unterdruck im Filter 30 in den Filter 30 gezogen wird, wenn das Spülvakuum nicht aktiv ist. Viertens ist ein Luftsensor 38 in dem Filter 30 bereitgestellt und verbunden, um das Spülvakuum zu aktivieren, dann und nur dann, wenn Luft in dem Filter 30 vorhanden ist. Dies verhindert, dass Blut durch das Spülvakuum angesaugt wird.
Das Spülvakuum kann durch eine Pumpe 40 erzeugt werden oder es kann durch Verbinden der Spülleitung 42 mit dem Vakuumausgang, der konventionell in Operationssälen bereitgestellt wird, erzeugt werden.
4 zeigt in schematischer Form den Filter 30 von dieser Erfindung. Blut tritt durch einen Einlass 44 in den Filter 30 ein und wird durch das Filterelement 46 und in den Auslass 48 mittels der Wirkung der Pumpe 26 gesaugt/gezogen. Ein Schirm (nicht dargestellt) oder eine andere konventionelle Blasenfallen-Vorrichtung fängt jegliche Luftblasen in der Blutströmung ein und veranlasst diese, zum Deckel bzw. oberen Teil 50 des Filters 30 steigen. Normalerweise ist der Filter 30 mit Blut gefüllt. Wenn Luft im oberen Teil des Filters 30 zu akkumulieren beginnt, wird diese Tatsache durch den Luftsensor 38 erfasst. Der Sensor 38 aktiviert das Vakuum in der Spülleitung 22. Das Vakuum beim Spülport 34 übersteigt den Unterdruck in dem Filter 30 und saugt jegliche akkumulierte Luft ab, t unter der Kontrolle des Sensors 38 abschaltend, wenn die gesamte Luft entfernt worden ist.

Claims

Unterdruckvenenluftfilter, mit: einem luftdichten Behälter; einem Bluteinlass an dem Behälter, der dazu geeignet ist, mit einer venösen Rückführleitung zur Einführung von venösem Blut in den Behälter verbunden zu sein; einem Blutauslass an dem Behälter, der dazu geeignet ist, mit einer Unterdruckquelle zum Pumpen von Blut aus dem Behälter verbunden zu sein; einer Blasenfalle in dem Behälter zum Einfangen von Luft in dem Blut; und einer Vakuumverbindung an der Blasenfalle, die dazu geeignet ist, die Blasenfalle mit einer Vakuumquelle zum Räumen der Blasenfalle zu verbinden; gekennzeichnet durch einen Luftsensor (38), der angeordnet ist, um das Vorhandensein von Luft in der Blasenfalle zu erfassen und die Vakuumquelle zu aktivieren, dann und nur dann, wenn Luft in der Blasenfalle vorhanden ist.
Luftfilter gemäß Anspruch 1, wobei die Verbindung, die die Blasenfalle mit der Vakuumquelle verbindet, eine Spülleitung (34) ist, die einen Innendurchmesser von im Wesentlichen 6mm aufweist.
Herz-Lungen-Maschine, mit einer venösen Rückführleitung (12) zur Aufnahme von venösem Blut aus einem Patienten (10); einer arteriellen Zuführleitung (14) zum Zuführen von arteriellem Blut zu dem Patienten; einem Unterdruckluftfilter (30) gemäß Anspruch 1 oder 2, der mit der venösen Rückführleitung (12) verbunden ist, so dass das Blut des Patienten durch den Filter strömt; und einer Blutpumpe (26) und einem Blutoxygenator (28), die zwischen dem Luftfilter (30) und der arteriellen Zuführleitung (14) verbunden sind, wobei die Blutpumpe angeordnet ist, um Blut von dem Luftfilter zu der arteriellen Zuführleitung zu pumpen.
Herz-Lungen-Maschine gemäß Anspruch 3, die des Weiteren folgendes aufweist: eine Saugpumpe (16), die angeordnet ist, um Kardiotemieblut aus dem Patienten zu ziehen; einen Kardiotemiefilter (20), der angeordnet ist, um das Kardiotemieblut, Filterpartikel und Luft daraus aufzunehmen und gefiltertes Blut zu der Blutpumpe zu befördern, wobei der Kardiotemiefilter eine Luftkammer aufweist, um die aus dem Kardiotemieblut gefilterte Luft aufzunehmen; eine Vakuumquelle (40), die mit der Luftkammer des Kardiotemiefilters (20) verbunden ist.
Herz-Lungen-Maschine gemäß Anspruch 4, wobei die Vakuumquelle sowohl dem Kardiotemiefilter (20) als auch dem Unterdruckluftfilter (30) ein Vakuum zur Verfügung stellt und wobei ein Sperrventil des Weiteren so mit dem Unterdruckfilter verbunden ist, dass der Unterdruck in dem Unterdruckfilter davon abgehalten wird, Kardiotemieblut in den Unterdruckfilter zu ziehen, wenn das Vakuum abgeschaltet wird.