DE69307330T2

DE69307330T2 - Von einem muskel angetriebene herzunterstützungseinrichtung mit linearer bewegung

Info

Publication number: DE69307330T2
Application number: DE69307330T
Authority: DE
Inventors: Michael Colson; Kendra Cedar Lake Road Gealow; Philip Lee
Original assignee: Medtronic Inc
Current assignee: Medtronic Inc
Priority date: 1992-09-24
Filing date: 1993-07-26
Publication date: 1997-08-14
Anticipated expiration: 2013-07-27
Also published as: AU4688293A; EP0661961B1; US5318501A; WO1994006395A1; DE69307330D1; EP0661961A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Herzunterstützungsgeräte und insbesondere muskelbetriebene Herzunterstützungsgeräte.
Muskelbetriebene Herzunterstützungssysteme, wie das in Figur 1A mit 100a bezeichnete, wurden entwickelt, um Patienten mit einem chronischen und unannehmbar geringen Herzminutenvolumen, das durch herkömmliche Behandlungen, wie eine Medikamententherapie, nicht auf annehmbare Werte erhöht werden kann, zu helfen. (S. G. L. Anstadt & W. E. Britz, Jr., Continued Studies in Prolonged Circulatory Support by Direct Mechanical Ventricular Assistance, 14 Trans. Amer. Soc. Artif. Int. Organs 297 (1968)). Bei einem solchen System 100a sind die Ventrikel eines Herzens 102a von einer pneumatischen Kardialschale 104a umgeben, um das Herz 102a während planmäßiger Kontraktionen zu unterstützen (und so das Herzminutenvolumen zu erhöhen). Während der systolischen Phase (Kontraktionsphase) des Herzzyklus wird die aus einer flexiblen Membran bestehende Kardialschale 104b durch ein Strömungsmittel aufgeweitet, um den äußeren Druck auf die Ventrikel zu erhöhen, wodurch bewirkt wird, daß sie in höherem Maße kontrahieren als sonst. Während der diastolischen Phase (Relaxationsphase) des Herzzyklus wird die Kardialschale 104a zusammengezogen, um den äußeren Druck auf die Ventrikel zu verringern, wodurch sie in ihre Ruheposition expandieren können. Beim gewöhnlichen Gebrauch ist die Herzpumpe an eine äußere Luftquelle (Arbeitsströmungsmittel-Quelle) gekoppelt, die eine Zwischenwand (nicht dargestellt) innerhalb der Schale 104a treibt.
Als Abänderung dieser Methode kann Muskelgewebe verwendet werden, um Energie zum Treiben des Arbeitsströmungsmittels bereitzustellen. Dies wird in Figur 1A durch Koppeln einer Herzpumpe an einen mit Muskelgewebe 116a umwickelten Ballon 114a erreicht. Das Muskelgewebe 116a wird durch einen implantierbaren Impulsgenerator (IPG) 128a, der den Herzzyklus mittels einer kardialen Meßelektrode 130a gewöhnlich über ein Elektrokardiogramm (EKG) der Herzaktivität mißt, zum Kontrahieren stimuliert (über Leitungen 132a). Dieser Unterstützungsmodus arbeitet synchron mit der Herzpumptätigkeit.
Ein anderes Herzunterstützungsgerät wurde von Nielson und Chiu im von Ray C. J. Chiu, Futura Publishing Co., Inc., Mount Kisco, 1986, herausgegebenen Buch "Biomechanical Cardiac Assist Cardiomyoplasty and Muscle-Powered Devices" auf den Seiten 141 - 150 offenbart, wobei hiermit auf dieses Buch verwiesen sei.
Das in Figur 1B dargestellte Herzunterstützungssystem 100b ähnelt dem aus Figur 1A, weist jedoch anstelle der Kardialschale 104a eine aortale Blutpumpe 126b auf (die an die Aorta 134b gekoppelt ist). Die aortale Blutpumpe 126b bietet entsprechend einem Arbeitsprinzip, das dem einer behelfsmäßigen intraaortalen Ballonpumpe aus dem Stand der Technik nicht unähnlich ist, eine hämodynamische und kardiale Unterstützung. Die aortale Blutpumpe 126b muß ebenso wie die Kardialschale 104a entweder an eine sich außerhalb des Körpers befindende, ein Strömungsmittel pumpende Quelle, oder statt dessen an ein voll implantierbares, durch eine Muskelpumpe mit Energie versorgtes System gekoppelt sein, das sich in Reaktion auf eine von einem IPG ausgehende Stimulation zusammenzieht.
In US-A-4 453 537 ist ein Gerät mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 offenbart.
Beim Betrieb des in Figur 1B dargestellten Systems mißt der IPG 128b den Beginn der diastolischen Phase über die Sensorleitung 130b, und Stimulationsstöße werden über die Stimulationsleitungen 132b zum energieabgebenden Muskelgewebe 116b übertragen. Die Stimulationsstöße bewirken, daß sich das Muskelgewebe 116b zusammenzieht, und bewirken so, daß der Ballon 114b ein Arbeitsströmungsmittel ausstößt, welches dann das Aufweiten einer Zwischenwand (nicht dargestellt) in der aortalen Blutpumpe 126b bewirkt. Kurz vor dem Beginn der systolischen Phase wird dem Muskelgewebe 116b ermöglicht, sich zu entspannen, wodurch sich die Zwischenwand in der aortalen Blutpumpe 126b zusammenzieht, was ein plötzliches Anwachsen des vaskulären Raums sowie ein Nachlassen der Last, gegen die das Herz 102b pumpen muß, bewirkt. Dieser Unterstützungsmodus arbeitet synchron entgegen der Herzpumptätigkeit.
Die Systeme 100a und 100b weisen einige Nachteile bezüglich der Verwendung der Ballonpumpen 114a und 114b auf 1 die u. a. darin bestehen, daß das Wickeln des Muskelgewebes 116a und 116b um die Ballonpumpen 114a und 114b ein Abschneiden des Kollateralkreislaufs des Muskels erforderlich macht, was schließlich zu einer Ischämie führen kann, der das Absterben des Gewebes folgt. Da die Oberfläche des energieabgebenden Muskelgewebes weiterhin mehr als ausreichend ist, um die Oberfläche der Ballonpumpen abzudecken, neigen die die Ballonpumpen überlappenden im Übermaß vorhandenen Muskelbereiche dazu, während der Muskelkontraktion unerwünschte Tangentialkräfte auf die Ballonpumpen auszuüben, wodurch verfügbare Energie des energieabgebenden Muskelgewebes verschwendet wird. Weiterhin sind diese Anordnungen 100a und 100b typischerweise nur für den breiten Rückenmuskel gut geeignet und für andere Skelettmuskeln nicht praktisch verwendbar. Weiterhin führen die Form und die Größe der Ballonpumpen 114a und 114b gewöhnlich zu unerwünscht großen Vorwölbungen aus dem implantierten Bereich des Körpers.
Im folgenden sind die Aufgaben der vorliegenden Erfindung angesichts des vorhergehend Erwähnten aufgeführt.
Eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein muskelbetriebenes Herzunterstützungsgerät vorzusehen, bei welchem sich der antreibende Muskel in einer natürlicheren Bewegung bewegt.
Eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein muskelbetriebenes Herzunterstützungsgerät vorzusehen, bei dem die Entwicklung einer Ischämie im antreibenden Muskel vermieden wird.
Eine dritte Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein muskelbetriebenes Herzunterstützungsgerät vorzusehen, das eine bessere Ausnutzung der durch den antreibenden Muskel aufgewendeten Energie besitzt.
Eine vierte Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein muskelbetriebenes Herzunterstützungsgerät vorzusehen, das mit verschiedenen Typen antreibender Muskeln verträglich ist.
Eine fünfte Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein muskelbetriebenes Herzunterstützungsgerät vorzusehen, das eine verringerte Vorwölbung aus dem Körperbereich aufweist, in dem das Gerät implantiert ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein muskelbetriebenes Herzunterstützungsgerät zur Verwendung in einem Herzunterstützungssystem vorgesehen, wobei das Herzunterstützungsgerät aufweist:
eine Strömungsmittelkammer mit einem darin enthaltenen Arbeit sströmungsmittel,
eine Strömungsmittelkammer-Kontraktionseinrichtung zum Kontrahieren der Strömungsmittelkammer, um das Arbeitsströmungsmittel zu pumpen und außerdem das Herzunterstützungssystem mit Energie zu versorgen, und
eine lineare Muskel-Koppeleinrichtung zur Kopplung von energieabgebendem Muskelgewebe mit der Strömungsmittelkammer-Kontraktionseinrichtung der Art, daß eine im wesentlichen lineare Bewegung des energieabgebenden Muskelgewebes die Strömungsmittelkammer-Kontraktionseinrichtung antreibt, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsmittelkammer flexibel ist und
daß ferner eine Strömungsmittelkammer-Stützeinrichtung zur Stützung der flexiblen Strömungsmittelkammer vorgesehen ist,
wobei die Strömungsmittelkammer-Kontraktionseinrichtung mit der Strömungsmittelkammer und der Strömungsmittelkammer-Stützeinrichtung gekoppelt ist.
Die Einzelheiten der vorliegenden Erfindung werden in der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen offenbart, die unter Bezug auf die beigefügte Zeichnung nur als Beispiel gegeben ist.
Die verschiedenen Figuren der Zeichnung werden nachfolgend kurz beschrieben:
Figur 1A ist ein schematisches Diagramm eines muskelbetriebenen Herzunterstützungssystems aus dem Stand der Technik, das eine Kardialschale aufweist;
Figur 1B ist eine abgeänderte Version des Diagramms aus Figur 1A, welche eine aortale Blutpumpe anstelle der Kardialschale aufweist;
Figur 2 ist eine Seitenansicht der ersten Ausführungsform des Herzunterstützungsgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung;
Figur 3 ist eine Seitenansicht einer ersten Version der zweiten Ausführungsform des Herzunterstützungsgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung während der kardialen Systole;
Figur 4 ist eine Seitenansicht einer ersten Version der zweiten Ausführungsform des Herzunterstützungsgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung während der kardialen Diastole;
Figur 5 ist eine Seitenansicht einer zweiten Version der zweiten Ausführungsform des Herzunterstützungsgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung während der kardialen Systole;
Figur 6 ist eine Seitenansicht einer zweiten Version der zweiten Ausführungsform des Herzunterstützungsgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung während der kardialen Diastole; und
Figur 7 ist eine Seitenansicht einer dritten Version der zweiten Ausführungsform des Herzunterstützungsgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei die Version für eine Verwendung mit dem breiten Rückenmuskel als antreibendem Muskel optimiert ist.
Die in den Figuren der Zeichnung dargestellten und nachfolgend beschriebenen Elemente sind so numeriert, daß die am weitesten links stehende Ziffer der Figur der Zeichnung entspricht, in der ein Element zuerst auftritt.
Die vorliegende Erfindung ist ein Herzunterstützungsgerät, in dem die Funktionen der in den Figuren 1A und 1B dargestellten Ballonpumpen 114a und 114b zusammengefaßt werden können, das jedoch nicht auf eine Verwendung mit diesen Systemen eingeschränkt ist. Das Herzunterstützungsgerät gemäß der vorliegenden Erfindung wird durch Muskelgewebe mit Energie versorgt, das sich zusammenzieht, um zu bewirken, daß ein Arbeitsströmungsmittel auf ein anderes Gerät (z. B. eine Blutpumpe, eine Kardialschale, eine Aortenklappe oder ein anderes Hilfsgerät) oder direkt auf einen Teil eines Herzsystems einwirkt, um zum Verbessern der Herzfunktion beizutragen. Eine erste Ausführungsform eines in Figur 2 dargestellten linearen muskelbetriebenen Herzunterstützungsgeräts 200 kann die in den Figuren 1A und 1B dargestellten Ballonpumpen 114a und 114b ersetzen oder in anderen Herzunterstützungssystemen arbeiten. Das Herzunterstützungsgerät 200 wird durch die lineare Bewegung (Kontraktion oder Relaxation) des energieabgebenden Muskelgewebes 228 betrieben; d. h., daß die Bewegung des antreibenden Muskels im wesentlichen entlang seiner Längsachse verläuft oder von linearer Art ist, was im Gegensatz zu muskelbetriebenen Herzunterstützungsgeräten aus dem Stand der Technik steht, bei denen die Muskelbewegung zirkular oder quer zur Längsachse des Muskels verläuft. Wenngleich das Herzunterstützungsgerät 200 optimal dafür konstruiert ist, unter der Haut befestigt zu werden und ein von Blut verschiedenes Arbeitsströmungsmittel zu pumpen, ist es möglich, es intrathorakal anzuordnen, und es ist auch möglich, daß das Herzunterstützungsgerät 200 direkt Blut pumpt.
In einem Metallgehäuse 202 (in der bevorzugten Ausführungsform aus Titan) sind eine sich an einem Ende um einen Hebelpunkt 206 drehende bewegliche Platte 204 sowie eine Ballonkammer oder -blase 208 zum Handhaben eines Arbeitsströmungsmittels zwischen der beweglichen Platte 204 und einer Stützwand 210 des Gehäuses untergebracht. Der Hebelpunkt 206 kann federbelastet sein, so daß die gespeicherte Energie der Feder die bewegliche Platte während der Relaxation des energieabgebenden Muskelgewebes 228 zurückzieht (nachfolgend beschrieben). Das Arbeitsströmungsmittel kann Luft oder eine andere geeiguete Flüssigkeit sein und kann bei einem speziell konstruierten System, bei dem das Gerät 200 direkt an den Blutkreislauf des Körpers gekoppelt ist, sogar Blut sein. Die Ballonkammer 208 hat einen durch eine Öffnung 214 in dem Gehäuse vorstehenden Ausfluß 212, der an vergleichbare Teile der Leitungen 112a und 112b aus den Figuren 1A und 1B angeschlossen werden kann. Der Ausfluß 212 dient dazu, während der Kompression der Ballonkammer 208 ein unter einem höheren Druck stehendes Arbeitsströmungsmittel auszustoßen und während der Ausdehnung der Ballonkammer 208 ein unter einem geringeren Druck stehendes Arbeitsströmungsmittel einzulassen.
In der bevorzugten Ausführungsform kann der Ausfluß 212 als bequeme Halteeinrichtung für das Gerät 200 dienen, wenn er zwischen zwei Skelettrippen 216 eines Patienten untergebracht ist. Zum Gehäuse 202 können zum Befestigen anderer Teile des Gehäuses 202 an den Rippen 216 Nahtlöcher hinzugefügt werden.
Ein vorzugsweise dünnes, faserverstärktes und gummiertes verbindungsstück 220 verbindet das energieabgebende Muskelgewebe 228 an einem Befestigungspunkt 222 mit der beweglichen Platte 204. Ein an seinen Enden drehbar mit den Wänden des Gehäuses 202 verbundener drehbarer Paßstift 218 wird verwendet, um das verbindungsstück 220 starr aus einer zur Bewegungsebene des energieabgebenden Muskelgewebes 228 parallelen Orientierung in eine Orientierung abzulenken, in der eine wirksame Verschiebung der beweglichen Platte 204 ermöglicht ist. In Figur 2 verläuft das Verbindungsstück 220 beispielsweise im wesentlichen horizontal entlang des zum energieabgebenden Muskelgewebe 228 nächsten Teils und im wesentlichen vertikal entlang des zum Verbindungspunkt 222 nächsten Teils. Eine spezielle Spitze 224 des Verbindungsstücks besteht aus einem für das Nähen besser geeigneten Material und ist in der Tat mit Nähten 226 an das energieabgebende Muskelgewebe 228 angenäht.
Das Verbindungsstück 220 dient nicht nur dazu, das energieabgebende Muskelgewebe 228 mit der beweglichen Platte 204 zu koppeln, sondern es setzt die durch das energieabgebende Muskelgewebe 228 erzeugten resultierenden Kraftvektoren im Zusammenwirken mit dem drehbaren Paßstift 218 so um, daß sie bei gleichem Betrag eine andere Richtung aufweisen. Beispielsweise verlaufen die durch die Bewegung des energieabgebenden Muskelgewebes 228 erzeugten resultierenden Kräfte in Figur 2 im wesentlichen in horizontaler Richtung, sie werden jedoch durch die Ellbogenform des Verbindungsstück 220 in Kräfte mit demselben Betrag umgewandelt, die in einer im wesentlichen vertikalen Richtung auf die bewegliche Platte 204 wirken. Dies ermöglicht es dem energieabgebenden Muskelgewebe 228, die Ballonkammer 208 durch eine lineare Bewegung allein, welche die natürliche Bewegung vieler Muskel einschließlich der Skelettmuskeln ist, zu komprimieren und auszudehnen. Auf diese Weise werden die Praxis aus dem Stand der Technik und die vorhergehend erwähnten negativen Konsequenzen vermieden, bei denen der antreibende Muskel um die Ballonkammer gewickelt wird (oder etwas Gleichwertiges).
Eine dünne, flexible, biokompatible Polymerabdeckung 230 ist auf ein Teil des Gehäuses 202 und das Verbindungsstück 220 aufgebracht, um das Metallgehäuse 202 und damit das Herzunterstützungsgerät 200 hermetisch abzuschließen, während dennoch eine Flexibilität des Verbindungsstücks 220 ermöglicht ist.
Eine erste Version einer zweiten Ausführungsform 300 ist in Figur 3 dargestellt. Das Herzunterstützungsgerät 300 ist für das Pumpen von Blut optimal konstruiert (es ist daher "zirkular"), das gepumpte Strömungsmittel braucht jedoch nicht auf Blut eingeschränkt zu sein. Durch direktes Koppeln des antreibenden Muskels an eine Blutpumpe werden beim Herzunterstützungsgerät 300 die mit (bezüglich der Blutpumpen) nicht direkt oder indirekt gekoppelten Herzunterstützungsgeräten, wie dem in Figur 2 dargestellten 200, verbundenen Leistungsverluste vermieden. In dem aus starrem oder halbstarrem Material bestehenden und idealerweise undurchlässigen Gehäuse 302 ist eine Blase oder eine Zwischenwand 320 untergebracht, durch die das Arbeitsströmungsmittel gehandhabt wird. In der bevorzugten Ausführungsform ist das Material der Zwischenwand 320 dasselbe wie dasjenige der Innenwände des Gehäuses 302. Die Wände der Zwischenwand sind der Größe nach so ausgelegt, daß die Zwischenwand während der Kompression mit Hilfe einer nockenförmigen Kompressionsplatte 318 eine gewünschte Form (s.
Figur 4) annimmt, um innerhalb der Zwischenwand thrombogene Blutströmungsmuster zu vermeiden.
Das energieabgebende Muskelgewebe 304 ist an einem Ende linear mit einem starren Verbindungsstück 306 verbunden. Ein Teil des Verbindungsstücks 306 ist gleitfähig in einem Verlängerungsabschnitt 308 angeordnet und tritt durch eine Gehäuseöffnung 310 in das Gehäuse ein. Der Verlängerungsabschnitt 308 ist an dem Ende, das sich am nächsten zum energieabgebenden Muskelgewebe 304 befindet, abgedichtet (unter Verwendung eines an der Öffnung und dem Verbindungsstück befestigten flexiblen Materials), um ein Einsickern von Körper flüssigkeit in das Gehäuse 302 zu verhindern. Das Verbindungsstück 306 ist auch an einem mit einem Gelenk versehenen Verbindungspunkt 314 mit einer starren Drehplatte 312 verbunden. Die Drehplatte 312 ist an einem anderen Punkt 316 mit einem Paßstift oder einem ähnlichen Element verbunden, der oder das die Drehung der Drehplatte 312 um den Punkt 316 ermöglicht. Ein Kompressionselement 318, das im allgemeinen eine Nockenform aufweist, ist, wie dargestellt, an der Drehplatte 312 befestigt und berührt die Oberfläche der Zwischenwand 320, ohne die Wände der Zwischenwand während der kardialen Systole zu verschieben, welches der in der in Figur 3 dargestellten Anordnung vorhandene Zustand ist. In dieser Ausführungsform ist das energieabgebende Muskelgewebe 304 während der kardialen Systole entspannt, wobei auf die diastolische Herzphase gewartet wird.
Während der kardialen Diastole bewegen sich die Bauteile des Herzunterstützungsgeräts 300 in die in Figur 4 dargestellten Positionen. In dieser Phase wird das energieabgebende Muskelgewebe 304 stimuliert, um sich in einer in der Technik bekannten Art zusammenzuziehen. Durch die Kontraktion des Muskelgewebes 304 wird das Verbindungsstück 306, welches wiederum das freie Ende der Drehplatte 312 in die dargestellte untere Position dreht, heruntergezogen.
Durch Abwärtsschwenken der Drehplatte wird bewirkt, daß das Kompressionsstück die Zwischenwand 320 wirksam zusammendrückt, wodurch das Arbeitsströmungsmittel aus einem Flüssigkeitsanschluß 322 herausbefördert wird. Eine Rückstellfeder 324 ist an der oberen Innenwand des Gehäuses 302 und der Drehplatte 312 befestigt. Die Rückstellfeder 324 ist in Figur 4 in einem gedehnten Zustand dargestellt. Während der systolischen Herzphase zieht die Federwirkung der Rückstellfeder 324 die Drehplatte und damit das Kompressionsstück 318 zu den in Figur 3 dargestellten Ruhepositionen zurück, um das Füllen der Zwischenwand 320 zu unterstützen und auf diese Weise hämodynamische Vorteile beizutragen. Der Betrag des durch die Rückstellfeder 324 um den Drehpunkt 316 herum bewirkten Moments ist geringer als der Betrag des durch die resultierende Kraft des energieabgebenden Muskelgewebes 304 um den Drehpunkt 316 herum bewirkten Moments. Durch Aufwärtsschwenken des Kompressionsstücks 318 in Figur 4 während der kardialen Systole kann die Zwischenwand 320 zu ihrer in Figur 3 dargestellten Form zurückkehren und das erhöhte Volumen des Arbeitsströmungsmittels, das mit der kardialen Diastole verbunden ist, wiederherstellen.
Die Figuren 5 und 6 sind zweite Versionen 500 der zweiten Ausführungsform des Herzunterstützungsgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung während der kardialen Systole bzw. der kardialen Diastole. Das Herzunterstützungsgerät 500 arbeitet mit wenigen Ausnahmen genauso wie das Herzunterstützungsgerät 300. Das Verbindungsstück 306 wird an einer Öffnung 510 von oben durch die Wand des Gehäuses 302 eingeführt (im Gegensatz zur inden Figuren 3 und 4 stattfindenden Einführung von unten an der Öffnung 310) und an einem Gelenkpunkt 514 auf der Drehplatte 312 befestigt (im Gegensatz zur Befestigung von unterhalb der Drehplatte 312 am Punkt 314 in den Figuren 3 und 4).
Infolge der entgegengesetzten Verbindung des Stücks 306 und des relativen Orts des energieabgebenden Muskelgewebes 304 in den Figuren 5 und 6 wird das energieabgebende Muskelgewebe 304 so stimuliert, daß es sich während der kardialen Systole zusammenzieht, und es wird ermöglicht, daß es sich während der kardialen Diastole (entgegengesetzt zur Ausführungsform 300 aus den Figuren 3 und 4) entspannt. Während der kardialen Systole (Figur 5) zieht das kontrahierte energieabgebende Muskelgewebe 304 die Drehplatte 312 und damit das Kompressionsstück 318 nach oben (über das Verbindungsstück 306), um zu ermöglichen, daß sich die Zwischenwand mit Arbeitsströmungsmittel füllt. Gleichzeitig wird die Rückstellfeder 324 komprimiert, um potentielle Energie zu speichern.
Wenn sich das energieabgebende Muskelgewebe 304 während der kardialen Diastole (Figur 6) entspannt, drängt die Wirkung der Rückstellfeder 324 die Drehplatte abwärts, was dazu führt, daß das Kompressionsstück 318 die Zwischenwand 320 komprimiert.
In Figur 7 ist eine dritte Ausführungsform eines zur Verwendung mit dem breiten Rückenmuskel optimierten Herzunterstützungsgeräts 700 dargestellt. (Es sei daran erinnert, daß bei der vorliegenden Erfindung die lineare Bewegung des antreibenden Muskels verwendet wird, so daß dieser nicht auf den breiten Rückenmuskel eingeschränkt zu sein braucht.) Die meisten der Bauteile sind zu den in den Herzunterstützungsgeräten 300 und 500, die in den Figuren 3, 4, 5 und 6 dargestellt sind, identisch. Die Unterschiede sind die folgenden.
Der Verlängerungsabschnitt 708 des Herzunterstützungsgeräts 700 ist ellbogenförmig und kann zwischen zwei Skelettrippen 728 eingeführt sein, um das Gerät 700 an der Verwendungsstelle zu befestigen. Das Verbindungsstück 706 ist flexibel, steht durch eine Öffnung 710 im Gehäuse 302 hervor und stellt an einem Drehpunkt 714 eine Verbindung zur Drehplatte 302 her. Das flexible Verbindungsstück 706 wird durch eine Riemenscheibe 726 ausgelenkt, die es ermöglicht, die mehr oder weniger horizontale resultierende Kraft des Gewebes des breiten Rückenmuskels 704 so umzusetzen, daß sie in vertikaler Richtung an der Drehplatte angreift. Es ergibt sich aus Figur 7, daß sich der breite Rückenmuskel 704 während der kardialen Diastole zusammenzieht und sich während der kardialen Systole (dem in Figur 7 dargestellten Zustand) entspannt. Die Arbeitsweise des Herzunterstützungsgeräts 700 ähnelt daher derjenigen des vorhergehend beschriebenen Herzunterstützungsgeräts 200.
Im Gegensatz zur ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind alle Versionen der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung optimal dafür konstruiert, in der Thoraxhöhlung befestigt zu werden und Blut direkt zu pumpen, wenngleich sie so abgeändert werden könnten, daß sie außerhalb des Körpers angebracht werden und ein anderes Arbeitsströmungsmittel als Blut pumpen.
Abänderungen und Modifikationen der vorliegenden Erfindung können angesichts der vorhergehend beschriebenen Offenbarung möglich sein. Alle diese Änderungen und Modifikationen sind jedoch als innerhalb des Schutzumfangs der durch diese Patenturkunde beanspruchten Erfindung liegend vorgesehen. Beispielsweise ist die vorliegende Erfindung nicht auf eine Verwendung im Zusammenhang mit Herzunterstützungsgeräten eingeschränkt, sondern kann mit Unterstützungsgeräten allgemein, wie beispielsweise bei Geräten, die bei einer Fäkaloder Urininkontinenz nützlich sind, um einige zu nennen, verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung kann entweder als mit dem Herzschlag arbeitendes Gerät (welches ein Arbeitsströmungsmittel während der kardialen systole pumpt) oder als gegen den Herzschlag arbeitendes Gerät (welches ein Arbeitsmittel während der kardialen Diastole pumpt) bei einer geeigneten Zeitsteuerung der Stimulation des Muskelgewebes arbeiten.
Die Rückstellfeder 324 der zweiten Ausführungsform des Herzunterstützungsgeräts ist wahlweise vorgesehen. Dort, wo sie vorgesehen ist, braucht sie nicht auf eine wirkliche Feder eingeschränkt zu sein, sondern kann irgendeine geeignete Rückstellvorrichtung sein.

Claims

1. Muskelbetriebenes Herzunterstützungsgerät (200) zur Verwendung in einem in einem Herzunterstützungssystem, wobei das Herzunterstützungsgerät (200) aufweist:

eine Strömungsmittelkammer (208) mit einen darin enthaltenen Arbeitsströmungsmittel,

eine Strömungsmittelkammer-Kontraktionseinrichtung (204) zum Kontrahieren der Strömungsmittelkammer (208), um das Arbeitsströmungsnittel zu pumpen und außerdem das Herzunterstützungssysten (200) mit Energie zu versorgen, und

eine lineare Muskel-Koppeleinrichtung (220) zur Kopplung von energieabgebendem Muskelgewebe (228) mit der Strömungsmittelkammer-Kontraktionseinrichtung (204) derart, daß eine im wesentlichen lineare Bewegung des energieabgebenden Muskelgewebes (228) die Strömungsmittelkammer-Kontraktionseinrichtung (204) mit Energie versorgt,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Strömungsmittelkammer flexibel ist, und

däß ferner eine Strömungsmittelkammer-Stützeinrichtung (202) zur Stützung der flexiblen Strömungsmittelkammer (228) vorgesehen ist,

wobei die Strömungsmittelkammer-Kontraktionseinrichtung (204) mit der Strömungsmittelkammer (208) und der Strömungsmittelkammer-Stützeinrichtung (202) gekoppelt ist.

2. Muskelbetriebenes Herzunterstützungsgerät nach Anspruch 1, wobei die lineare Muskel-Koppeleinrichtung (220) die Richtung der von dem energieabgebenden Muskelgewebe (228) der Strömungsmittelkammer-Kontraktionseinrichtung (204) erteilten resultierenden Kraft ändert.

3. Muskelbetriebenes Herzunterstützungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Gerät ein mit dem Pulsschlag arbeitendes Gerät ist.

4. Muskelbetriebenes Herzunterstützungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei daß Gerät ein gegen den Pulsschlag arbeitendes Gerät ist.

5. Muskelbetriebenes Herzunterstützungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit ferner einen mit der Strömungsmittelkammer-Kontraktionseinrichtung (204) gekoppelten Rückstellmechanisnus (324), der die Strömungsmittelkammer-Kontraktionseinrichtung in ihre Stellung vor Kontrahieren der Strömungsmittelkammer (208) zurückstellt.

e 6. Muskelbetriebenes Herzunterstützungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Arbeitsströmungsmittel Blut ist.

7. Muskelbetriebenes Herzunterstützungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die lineare Muskel-Koppeleinrichtung (220) flexibel ist.

8. Muskelbetriebenes Herzunterstützungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die lineare Muskel-Koppeleinrichtung (220) starr ist.

9. Muskelbetriebenes Herzunterstützungsgerät nach einen der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Strömungsmittelkammer- Kontraktionseinrichtung (204) bei Kontraktion des energieabgebenden Muskelgewebes (228) die Strömungsmittelkammer (208) kontrahiert und beim Entspannen des energieabgebenden Muskelgewebes (228) die Expansion der Strömungsmittelkammer (208) freigibt.

10. Muskelbetriebenes Herzunterstützungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Strömungsmittelkammer-Kontraktionseinrichtung (204) beim Entspannen des energieabgebenden Muskelgewebes (228) die Strömungsmittelkammer (208) kontrahiert und bei Kontraktion des energieabgebenden Muskelgewebes (228) die Expansion der Strömungsmittelkammer (208) freigibt.

11. Muskelbetriebenes Herzunterstützungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Strömungsmittelkammer- Kontraktionseinrichtung (204) ferner eine nockenförmige Kompressionsfläche aufweist, um die Strömungsmittelkammer (208) während ihrer Kontraktion zusammenzupressen.