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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Sachgebiet der Erfindung. Die
vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf das Gebiet von
Perkutan-Oxygenatoren. Genauer gesagt offenbart die vorliegende
Erfindung ein System zum Hervorrufen eines retrograden Stroms von
oxygeniertem Blut zu einem gefährdeten
Organ innerhalb des Körpers.
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2. Beschreibung des Problems. Es
ist über
Jahrhunderte erkannt worden, dass oxygeniertes Blut von dem Herz über Arterien
von sich progressiv verringernder Größe transportiert wird, die
in arteriellen Kapillaren enden, die Sauerstoff zu den Geweben,
die die verschiedenen Organe bilden, führen. Blut, das in Bezug auf Sauerstoff
in diesen Organen verarmt worden ist, sammelt sich dann in venösen Kapillaren
und wird zurück
zu dem Herz über
ein sich progressiv vergrößerndes,
venöses
System geführt,
das in der superioren und inferioren vena cava endet, die venöses Blut
(das im Sauerstoffgehalt niedrig ist und im Kohlendioxidgehalt hoch
ist) zu dem rechten Atrium des Herzens zuführt. Auf dem kapillaren Niveau
verbinden sich die arteriellen und venösen Kapillaren so miteinander,
dass ein Blutfluss, der normalerweise von der arteriellen zu der
venösen
Seite antegrad ist, potentiell von der venösen Seite zu der arteriellen
Seite retrograd fließen
kann. Die Fähigkeit, Organe
durch Zuführen
von oxygeniertem Blut in einer retrograden Weise aufrechtzuerhalten,
ist dazu verwendet worden, um eine retrograde Perfusion sowohl zu
dem Herz als auch zu dem Gehirn während komplexer, chirurgischer
Vorgänge
an dem Herzen und den großen
Gefäßen (d.
h. aufsteigende Aorta) zu erzielen. Allerdings erfordert dies die
Verwendung von komplizierten, extern vorhandenen Pumpen und Oxygenatoren.
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Eine Vielzahl von Perkutan-Oxygenatoren
und Systemen zum Bewirken eines retrograden Flüssigkeitsstroms für andere
Zwecke ist in der Vergangenheit verwendet worden, umfassend:
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Die US-Patente Nr.'n 5,584,803 (Stevens
et al.), 5,458,574 (Machold et al.) und 5,558,644 (Boyd et al.)
sind eine Familie von Patenten, die sich auf dieselbe, allgemeine
Erfindung beziehen. Der Herzmuskel wird durch eine Antegrad- oder
Retrograd-Zufuhr einer kardioplegischen Flüssigkeit durch die koronaren
Arterien oder den koronaren Sinus des Patienten paralysiert. Ein
externes, kardiopulmonares Bypass-System 18 wird dazu verwendet,
oxygeniertes Blut zu dem arteriellen System während des Vorgangs zuzuführen.
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Das US-Patent Nr. 5,466,216 (Brown
et al.) offenbart ein anderes Beispiel eines antegraden/retrograden
Kardioplegia-Systems.
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Das US-Patent Nr. 5,451,207 (Yock)
offenbart ein Verfahren zum Entfernen eines koronaren Belags, das
eine Kombination eines Bypass des Herzens und eine retrograde Perfusion
des Herzens umfasst.
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Das US-Patent Nr. 4,883,459 (Calderon)
offenbart ein System für
eine retrograde Perfusion von Tumoren bei der Chemotherapie.
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Die Patente '689 und '809 von Hattler offenbaren einen Perkutan-Oxygenator,
der einen Y-förmigen, tubularen
Verbinder und eine Vielzahl von hohlen, gaspermeablen Fasern besitzt.
Ein Ende jeder Faser ist in dem ersten, oberen Arm des Verbinders
angeordnet. Das andere Ende jeder Faser ist in dem anderen, oberen Arm
des Verbinders angeordnet, wobei jede Faser eine Schleife bildet,
die sich von der unteren Öffnung
des Verbinders heraus erstreckt. Um ein Einsetzen zu führen, erstreckt
sich ein Trägerelement
nach unten von dem Verbinder mit einer Öffnung an dessen distalem Ende.
Jede der Faserschlaufen führt
durch diese Öffnung
hindurch.
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Die Patente '113 und '326 von Hattler offenbaren einen aufblasbaren
Perkutan-Oxygenator,
der einen aufblasbaren Ballon besitzt, der für ein Einsetzen in ein Blutgefäß geeignet
ist. Sauerstoff wird über
eine Vielzahl von hohlen, gaspermeablen Fasern, angrenzend an die
Oberfläche
des Ballons, zirkuliert, um eine Diffusion von Sauerstoff und Kohlendioxid
zwischen dem Blutgefäß und den
Fasern zu ermöglichen.
Eine Pumpe expandiert und kontrahiert den Ballon alternierend. Dies
verursacht eine Bewegung der Fasern innerhalb des Blutgefäßes, um
eine Strombildung oder Kanalisierung des Blutflusses um den Oxygenator
herum zu minimieren, was eine Turbulenz in dem Blutstrom maximiert,
und deshalb eine Diffusion von Gasen maximiert.
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Das Patent '640 für Hattler offenbart ein Verfahren
zum Anästhesieren
eines Patienten, unter Verwendung einer Struktur mit hohlen, gaspermeablen
Fasern, ähnlich
zu derjenigen, die in dem Patent '113 von Hattler offenbart ist.
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Das Patent '069 für Hattler offenbart einen aufblasbaren
Perkutan-Oxygenator mit einem inneren Träger. Sauerstoff wird über eine
Vielzahl von hohlen, gaspermeablen Fasern, angrenzend an die Oberfläche des Ballons,
zirkuliert, um eine Diffusion von Sauerstoff und Kohlendioxid zwischen
dem Blutgefäß und den
Fasern zu ermöglichen.
Eine Pumpe expandiert und kontrahiert alternierend den Ballon. In
einer Ausführungsform
besitzt der Ballon eine Anzahl von Kammern, die durch Einschnürungen getrennt
sind, die die Strömung
von Gasen zwischen den Kammern beschränkt. Dies führt zu einer relativen Phasenverschiebung
bei dem Aufblasen und Entleeren der Ballonkammern, um eine perestaltische
Bewegung des Ballons zu erzielen. Eine pulsierende Strömung kann
dazu verwendet werden, die Rate einer Querdiffusion von Gasen zwischen
den Fasern und dem umgebenden Blutstrom zu erhöhen.
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Das US-Patent Nr. 5,501,663 (Hattler
et al.) offenbart einen aufblasbaren Perkutan-Oxygenator mit quer verlaufenden, hohlen
Fasern.
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3. Lösung des Problems. Keine der
Referenzen aus dem Stand der Technik, die vorstehend aufgelistet sind,
zeigt einen Perkutan-Oxygenator, der dazu verwendet werden kann,
einen retrograden Fluss von oxygeniertem Blut zu einem gefährdeten
Organ zuzuführen.
Obwohl die Struktur des Perkutan-Oxygenators, verwendet in der vorliegenden
Erfindung, Ähnlichkeiten
mit solchen, die in den früheren
Patenten von Hattler offenbart sind, zeigt, setzt die vorliegende
Erfindung einen Perkutan-Oxygenator ein, der mindestens einen ver schließbaren Ballon
besitzt, um temporär
die Vene, ausströmseitig
von dem gefährdeten
Organ, zu verschließen.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Gemäß der Erfindung wird ein Perkutan-Oxygenator
zum Auslösen
retrograder Perfusion von oxygeniertem Blut in einer Vene zu einem
gefährdeten
Organ geschaffen, der umfasst: einen verschließenden Ballon; einen Oxygenierungsballon
stromauf von dem verschließenden
Ballon; eine Vielzahl hohler gasdurchlässiger Fasern, die wenigstens
einen Teil des Oxygenierungsballons umgeben; eine Einrichtung, die
einen Strom von Luft/Sauerstoff durch die Fasern zuführt, um
Blut in der umgebenden Vene zu oxygenieren; und eine Einrichtung,
die den verschließenden
Ballon periodisch aufbläst,
um die Vene zu verschließen,
den Oxygenierungsballon aufbläst,
um einen retrograden Strom von Blut in der Vene zu dem gefährdeten
Organ auszulösen, und
abschließend
den verschließenden
Ballon und den Oxygenierungsballon entleert, um normalen antegraden
Strom von Blut durch die Vene zu ermöglichen.
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Diese Erfindung schafft einen Perkutan-Oxygenator
zum Erzielen einer retrograden Perfusion von oxygeniertem Blut in
einer Vene zu einem gefährdeten
Organ (z. B. zu dem Gehirn nach einem Schlaganfall, oder zu dem
Herzen, nach einem Herzinfarkt). Der Oxygenator wird in eine Vene
ausgangsseitig des gefährdeten
Organs eingesetzt. Eine externe Zufuhr von Luft/Sauerstoff wird
verbunden, um einen Fluss durch die Fasern zu erzeugen und dadurch
Blut in der umgebenden Vene zu oxygenieren. Ein retrograder Fluss
von oxygeniertem Blut wird in der Vene zu dem gefährdeten
Organ durch zuerst Aufblasen des verschließbaren Ballons, um die Vene
zu verschließen,
und dann Aufblasen des Oxygenierungsballons erreicht. Beide Ballons werden
dann entleert, um einen normalen, antigraden Fluss von Blut durch
die Vene zu ermöglichen.
Dieser Vorgang eines Aufblasens und Entleerens wird periodisch unter
einer Rate von ungefähr
30 bis 60 Zyklen pro Minute oder höher wiederholt. Der Perkutan-Oxygenator
kann mit einer Vielzahl von verschließbaren Ballons zum Blockieren
verschiedener Verzweigungen des venösen Systems, die von dem gefährdeten
Organ aus führen,
ausgestattet sein.
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Eine primäre Aufgabe der vorliegenden
Erfindung ist es, eine verbesserte Vorrichtung zum Zuführen von
venösem
Blut zu einem gefährdeten
Organ zu schaffen, insbesondere in Fällen, bei denen die normale, arterielle
Blutzufuhr zu dem Organ beeinträchtigt
worden ist.
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Eine andere Aufgabe der vorliegenden
Erfindung ist es, ein System zum Zuführen von oxygeneriertem Blut
zu einem gefährdeten
Organ zu schaffen, das schnell in Notfallsituationen angewandt werden
kann.
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Eine noch andere Aufgabe der vorliegenden
Erfindung ist es, ein System zum Zuführen von oxygeneriertem Blut
zu einem gefährdeten
Organ zu schalten, das für
den Patienten minimal invasiv ist.
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Diese und andere Vorteile, Merkmale
und Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden besser anhand der
nachfolgenden, detaillierten Beschreibung und der Zeichnungen verständlich werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN
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Die vorliegende Erfindung kann besser
anhand der beigefügten
Zeichnungen verstanden werden, in denen:
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1 zeigt
eine Seitenquerschnittsansicht des Perkutan-Oxygenators 10 mit
einem proximalen, verschließenden
Ballon 25.
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2 zeigt
eine Querschnittsansicht des Perkutan-Oxygenators 10 entsprechend
der 1, den Oxygenierungsballon 20 darstellend.
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3 zeigt
eine andere Querschnittsansicht des Perkutan-Oxygenators 10 entsprechend 1, den proximalen, verschließenden Ballon 25 darstellend.
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4 zeigt
eine Seitenquerschnittsansicht einer alternativen Ausführungsform
des Perkutan-Oxygenators 10 mit einem proximalen, verschließenden Ballon 25 und
einem distalen, verschließenden
Ballon 101.
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5 zeigt
eine Querschnittsansicht des Perkutan-Oxygenators 10 entsprechend 4, den Oxygenierungsballon 20 darstellend.
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6 zeigt
eine andere Querschnittsansicht des Perkutan-Oxygenators 10 entsprechend 4, den proximalen, verschließenden Ballon 25 darstellend.
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7 zeigt
eine vorderseitige Schnittansicht eines Patienten, der eine selektive,
retrograde Perfusion von oxygeniertem Blut in der superior vena
cava, einer Okklusion einer Karotis-Arterie (d. h. einem Schlaganfall
folgend) folgend, erhält.
Blut wird retrograd in die jugularen Venen, um das Gehirn zu oxygenieren,
zwangsgeführt.
Der Oxygenator und Abschnitte der superior vena cava und der jugularen
Venen sind im Querschnitt dargestellt.
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8 zeigt
eine vordere Querschnittsansicht entsprechend zu 7, den Oxygenator in einer Position innerhalb
der superior vena cava darstellend.
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9 zeigt
eine vordere Schnittansicht eines Patienten, der eine selektive,
retrograde Perfusion von oxygeniertem Blut in dem rechten Atrium
erhält,
einer Okklusion einer koronaren Arterie folgend (d. h. einem Herzinfarkt
folgend). Blut wird retrograd in die koronaren Venen zwangsgeführt, um
den Herzmuskel zu oxygenieren. Der Oxygenator und Abschnitte der
Venen sind im Querschnitt dargestellt.
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10 zeigt
eine vordere Schnittansicht entsprechend zu 9, den Oxygenator in einer Position innerhalb
der superior vena cava, dem rechten Atrium des Herzens und der inferior
vena cava darstellend.
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11 zeigt
eine vordere Schnittansicht eines Patienten, der eine selektive,
retrograde Perfusion von oxygeniertem Blut in dem rechten Atrium,
einem Herzinfarkt folgend, erhält.
Der Oxygenator und Abschnitte der Venen sind im Querschnitt dargestellt.
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12 zeigt
eine vordere Schnittansicht entsprechend zu 11, den Oxygenator in einer Position innerhalb
der superior vena cava, dem rechten Atrium des Herzens, und den
inferior vena cava darstellend. Der dritte Ballon 102,
verbunden durch einen separaten Katheter, verschließt die pulmonare
Arterie 87.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung schafft
eine einfache Vorrichtung, die schnell in das venöse System
einsetzbar ist, minimal invasiv ist und eine retrograde Perfusion
von oxygeniertem Blut bei gefährdeten
Organen als Folge entweder von chronisch oder akut verschlossenen
Arterien erreichen kann. Organe, die mit der Vorrichtung zugänglich gemacht
werden könnten,
umfassen: das Gehirn in Bezug auf eine Okklusion einer vertebralen,
carotiden oder intracerebralen Arterie; die oberen Extremitäten in Bezug
auf eine Okklusion der subclavianen Arterie oder von einem Krampf
eines Gefäßes, das
zu dieser Extremität
hin führt;
das Herz in Bezug auf eine Okklusion einer koronaren Arterie; die
Leber in Bezug auf eine Okklusion der hepatischen Arterie; die Wärme in Bezug
auf Okklusion der Bauch-, der superior mesenteric oder der inferioren
mesenteric Arterien; die Niere in Bezug auf eine Okklusion einer
Nierenbeckenarterie; die unteren Extremitäten in Bezug auf eine Okklusion
einer Darmbein-, oder einer Oberschenkel- einer profundalen femoralen
oder Kniekehlen-Arterie.
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Das Grundprinzip für eine retrograde
Perfusion mit oxygeneriertem Blut in dem venösen System unter einem intermittierenden,
positiven Druck würde
dasselbe für
alle Organe sein. Das betroffene Organ wird mit einem verschließenden Ballon
oder mit Ballons, proximal und distal des betreffenden Organs, isoliert,
während oxygeniertes
Blut in retrograder Weise zu dem gefährdeten Organ oder einem vorgesehenen
Bereich gepumpt wird.
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Struktur eines Perkutan-Oxygenators.
Die 1 bis 6 stellen zwei Ausführungsformen
des Perkutan-Oxygenators 10, verwendet in der vorliegenden
Erfindung, dar. 1 zeigt
eine Seitenquerschnittsansicht einer ersten Ausführungsform des Oxygenators 10.
Die Hauptkomponenten sind ein aufblasbarer Oxygenierungsballon 20,
eine große
Anzahl von hohlen, gaspermeablen Fasern 14, die zumindest
einen Teil des Oxygenierungsballons 20 umgeben, und ein
kleinerer, verschließender
Ballon 25 an dem proximalen Ende der Vorrichtung 10.
Die 2 und 3 zeigen Querschnittsansichten
entsprechend zu 1, die
den Oxygenierungsballon 20 und den proximalen, verschließenden Ballon 25 jeweils
darstellen. In beiden Ausführungsformen
besitzt der Oxygenierungsballon 20 eine langgestreckte
Form mit gaspermeablen Fasern 14, die dessen äußere Oberfläche so umgeben,
um eine im Wesentlichen kontinuierliche Hülle um den Oxygenierungsballon 20 herum
zu bilden.
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Die gaspermeablen Wände der
Fasern 14 bilden einen großen Gesamtoberflächenbereich
für eine Diffusion
von Sauerstoff in den Blutstrom und eine Diffusion von Kohlendioxid
in den Blutstrom hinein. Irgendeine Vielzahl von flexiblen, hohlen,
gaspermeablen Fasern, die derzeit auf dem Markt erhältlich sind,
wie beispielsweise Polypropylenfasern von Mitsubishi KPF190M, sind
für diesen
Zweck geeignet. Die Polypropylenfasern sollten mit einer dünnen (z.
B. 1 Mikron oder geringer) gaspermeablen Membran, wie beispielsweise Silikongummi,
beschichtet sein und mit einer nicht thrombogenen Komponenten verbunden
sein. Alternativ können
mehrschichtige, hohle Kompositfasermembrane für diesen Zweck verwendet werden,
wie beispielsweise MHF200L von Mitsubishi. Diese Fasern besitzen
eine Komposit-Struktur mit einer äußeren Schicht aus mikroporösem Polyethylen,
einer Zwischenschicht aus Polyurethan, das als eine wahre Membran
wirkt, und eine innere Schicht aus mikroporösem Polyethylen.
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Der Oxygenator umfasst separate Lumen,
wie dies in dem Querschnitt der 1 bis 6 dargestellt ist. Eine externe
Pumpe 21 ist mit dem Lumen 16, verwendet dazu,
um den verschließenden
Ballon 25 aufzublasen und zu entleeren, und mit dem Lumen 22,
verwendet dazu, den Oxygenierungsballon 20 aufzublasen
und zu entleeren, verbunden. Irgendein Gas oder eine Flüssigkeit
können
in den verschließenden
Ballon 25 und den Oxygenierungsballon 20 für diesen
Zweck hineingepumpt und davon abgelassen werden. Helium bietet die
Vorteile, dass es eine sehr geringe Viskosität und Dichte für ein Erleichtern
des Pumpens bietet. Kohlendioxid als ein Gas zum Aufblasen bietet
Sicherheitsmerkmale und wird schnell in den Blutstrom in dem Fall
einer Leckage eines Ballons hinein aufgelöst.
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Nachdem der Oxygenator 10 implantiert
worden ist, wie dies nachfolgend beschrieben ist, wird eine Versorgung
oder Sauerstoff oder Luft mit dem Lumen, das sich axial entlang
des hohlen, zentralen Trägers 70 erstreckt,
verbunden. Dieser hohle Träger 70 unterstützt auch
dabei, ein Einsetzen des Perkutan-Oxygenators 10 in die
Vene zu führen.
Sauerstoff fließt
durch das Lumen 70, tritt in das hohle Spitzenelement 100 an
dem distalen Ende des Oxygenators 10 ein und kehrt durch
die inneren Durchgangswege der hohlen Fasern 14 zurück. Der
Sauerstoff diffundiert nach außen
durch die gaspermeablen Wände
der Fasern 14 in den umgebenden Blutstrom hinein. Kohlendioxid
diffundiert auch nach innen von dem Blutstrom durch diese gaspermeablen
Wände in
das Innere der Fasern 14 hinein. Kohlendioxid und irgendwelcher
verbleibender Sauerstoff in den Fasern werden an die Atmosphäre über das
Lumen 27 abgegeben. Ein negativer Druck kann mittels einer Saugpumpe 19,
verbunden mit dem Lumen 27, angelegt werden, um einen Gasfluss
durch die Fasern 14 zu verstärken, und um irgendein Risiko,
dass Gasblasen von den Fasern 14 in den Blutstrom hinein
entweichen, zu verringern. Zum Beispiel wird, in einer Ausführungsform,
Sauerstoff in die Fasern 14 unter einer Strömungsrate
von ungefähr
1 bis 3 Liter pro Minute und einem nominalen Druck von ungefähr 6 bis
15 mm Hg zugeführt. Ein
Saugdruck von ungefähr –150 bis –250 mm
Hg wird durch die Saugpumpe 19 angelegt.
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4 zeigt
eine Seitenquerschnittsansicht einer alternativen Ausführungsform
eines Perkutan-Oxygenators 10, der einen zweiten, verschließenden Ballon 101 an
seinem distalen Ende besitzt. Die 5 und 6 zeigen Querschnittsansichten
entsprechend zu 4, vorgenommen
durch den Oxygenierungsballon 20 und den proximalen, verschließenden Ballon 25 jeweils.
Diese Ausführungsform
umfaßt
ein zusätzliches
Lumen
102, das der Aufblas/Ablasspumpe 21 ermöglicht,
unabhängig
den zweiten, verschließenden
Ballon 101 aufzublasen und zu entleeren.
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Verfahren der Handhabung. Zwei spezifische
Beispiele von Verfahren, um die vorliegende Erfindung zu verwenden,
sind in den 7 bis 10 dargestellt. In beiden
Fällen
wird der Oxygenator 10 zu Anfang in das venöse System über einen
einzelnen, kleinen Schnitt eingesetzt. Zum Beispiel kann dann der
Oxygenator 10 über
einen kleinen Schnitt in der Oberschenkelvene 82 eingesetzt
werden, und dann nach oben entlang der inferior vena cava 83 vorgeschoben
werden, wie dies in den 7 und 9 gezeigt ist. Die distale
Spitze des Oxygenators 10 wird zuerst so eingesetzt, dass
sich der Oxygenierungsballon 20 einströmseitig von dem verschließenden Ballon 25 befindet.
Beide Ballons 20, 25 verbleiben während dieses
Einsetzvorgangs entleert. Wenn sich der Oxygenator 10 in
seiner Position befindet, wird eine Sauerstoffzufuhr mit dem zentralen
Lumen 70, das zu den gaspermeablen Fasern 14 führt, verbunden.
Die Saugpumpe 19 wird mit dem Lumen 27 verbunden,
was Kohlendioxid und irgendwelchen verbleibenden Sauerstoff von
den proximalen Enden der Fasern 14 abzieht. Die Ballon-Aufblas/Ablasspumpe 21 ist
mit Lumen 16, 22 so verbunden, um den verschließenden Ballon 25 und
den Oxygenierungsballon 20 aufzublasen und zu entleeren.
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Einer Implantation folgend kann der
Oxygenator 10 dazu verwendet werden, einen retrograden
Strom aus oxygeniertem Blut in die Vene zu dem gefährdeten
Organ einzuleiten. Zuerst wird die Vene ausgangsseitig von dem gefährdeten
Organ durch Aufblasen des verschließenden Ballons 25 verschlossen.
Als nächstes
wird der Oxygenierungsballon 20 aufgeblasen, um einen retrograden
Strom von Blut in die Vene zu dem gefährdeten Organ einzuleiten.
Beide Ballons 20, 25 werden dann entleert, um
einen normalen, antigraden Strom von Blut von dem gefährdeten
Organ durch die Vene zu ermöglichen.
Diese Folge von Schritten wird kontinuierlich wiederholt, um eine
Zufuhr von oxygeniertem Blut zu dem gefährdeten Organ beizubehalten.
Es ist gezeigt worden, dass eine Frequenz von ungefähr 30 bis
60 Zyklen pro Minuten zufriedenstellende Ergebnisse liefern.
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Bei einem Patienten mit einem akuten
Infarkt durch eine verschlossene Herzarterie würde der Oxygenator 10 so
eingesetzt werden, um in der superior vena cava 84, oder
der ipsilateralen, internalen, jugularen Vene 85 zu liegen. 7 zeigt eine vordere Querschnittsansicht
eines Patienten 80, der eine selektive, retrograde Perfusion
von oxygeniertem Blut in der superior vena cava 84, einem
Verschluss einer Herzarterie folgend (d. h. einem Infarkt folgend),
erhält. 8 zeigt eine vordere Querschnittsansicht
entsprechend 7, die
den Oxygenator 10 in einer Position innerhalb der superior
vena cava 84 darstellt. Während des Aufblaszyklus verschließt der proximale,
verschließende
Ballon 25 die Vene, in der er vorhanden ist, wenn er vollständig aufgeblasen
ist. Der größere, langgestreckte
Oxygenierungsballon 20, angeordnet unmittelbar distal zu dem
verschließenden
Ballon 25, wird in einer verzögerten Art und Weise aufgeblasen,
nachdem der verschließende
Ballon 25 aufgeblasen ist, was demzufolge eine pulsierende
Welle in der retrograden Richtung durch die jugularen Venen 85 propagiert,
um oxygeniertes Blut zu dem Gehirn zuzuführen. Während des Entleerungszyklus
würden
beide Ballons 20, 25 leer sein, was ermöglicht,
dass venöses
Blut von dem Gehirn abläuft. Das
Endergebnis ist dasjenige, dass hoch oxygeniertes Blut zu dem Gehirn,
nicht durch den normalen, arteriellen Weg, sondern retrograd durch
das venöse
System, zugeführt
werden würde.
Eine solche Konfiguration des Oxygenierungsballons 20 und
der Fasern 14 würde
auch zum Zuführen
von Blut zu den oberen Extremitäten
(wahlweise Vene für
ein Implantat, die Schlüsselbeinvene)
oder den unteren Extremitäten
(wahlweise Vene für
ein Implantat, die Oberschenkelvene) ausreichend sein.
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9 zeigt
eine vordere Querschnittsansicht eines Patienten 80, der
eine selektive, retrograde Perfusion von oxygeniertem Blut in dem
rechten Atrium 86, einem Verschluss einer koronaren Arterie
folgend (d. h. einem Herzinfarkt folgend), erhält. Blut wird retrograd in
die koronaren Venen zwangsgeführt,
um den Herzmuskel zu oxygenieren, und zwar unter Verwendung der
alternativen Ausführungsform
des Oxygenators 10 mit zwei verschließenden Ballons 101, 25,
wie dies in den 4 bis 6 dargestellt ist. 10 zeigt eine vordere Querschnittsansicht
entsprechend zu 9, den
Oxygenator 10 in einer Position innerhalb der superior
vena cava 84, den rechten Atrium 86 des Herzens 81 und
den inferior vena cava 83 darstellend. Mit diesen verschließenden Ballons 101, 25,
die so in der superior und inferior vena cava 84 und 83 angeordnet
sind, ist der Oxygenierungsballon 20 in deren Mitte vorhanden
und ist in dem rechten Atrium 86 positioniert.
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In der normalen, antigraden Blutzirkulation
entleeren die Herzvenen das kapillare Netzwerk des Myocardium und
führen
in das rechte Atrium 86 mittels des koronaren Sinus ab,
oder führen
direkt in das rechte Atrium 86 ab. Im Gegensatz dazu kann
die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung für diesen Strom verwendet werden,
indem oxygeniertes Blut retrograd von dem rechten Atrium in das
koronare Sinus während
eines Aufblasens des Ballons zwangsgeführt wird und dadurch das Herz
angereichert wird.
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Die 11 und 12 zeigen eine Variante der
Ausführungsform,
die vorstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben
ist, und besitzen einen dritten, aufblasbaren Ballon 102,
der ähnlich
zu den aufblasbaren Ballons 101 und 25 ist, allerdings
dazu verwendet wird, die pulmonare Arterie 87 zu verschließen. Dies
führt zu
einer vollständigeren
Isolation des rechten Atriums 86 und des rechten Ventrikel.
Der Oxygenierungsballon 20 wird dadurch effektiver, um
einen Strom von oxygeniertem Blut von dem rechten Atrium 86 in das
koronare Sinus zu richten, da Blut nicht länger in der Lage ist, über die
pulmonare Arterie 87 auszutreten.
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Wie in den 11 und 12 dargestellt
ist, wird der dritte Ballon 102 über einen separaten Katheter
aufgeblasen und entleert, der von dem Hauptkatheter, zu anderen
Ballonen 101, 25 führend, abzweigt. Der dritte Ballon
wird über
einen kleinen Schnitt in der Oberschenkelvene 82 eingesetzt
und dann nach oben entlang der inferior vena cava 83 vorgeschoben.
Er wird dann durch das rechte Atrium 86 und das rechte
Ventrikel des Herzens in die pulmonare Arterie 87 vorgeschoben.
Nach der Implantierung wird die Ballon-Aufblas/Ablasspumpe 21 mit
dem Katheter, zu dem dritten Ballon 102 führend, verbunden,
so dass er periodisch in derselben Art und Weise wie die anderen
Ballons 101, 25 aufgeblasen und entleert wird.
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Für
die Niere, die Leber oder Därme
würden
zwei verschließende
Ballone 25, 101 in der inferior vena cava notwendig
sein, positioniert proximal und distal zu dem betreffenden Organ.
Der Oxygenierungsballon 20 ist zwischen den zwei verschließenden Ballons 25, 101 angeordnet,
und während
seines Aufblasens würde sein übertragener
Impuls von dem Rest des venösen
Systems isoliert werden, was oxygeniertes Blut retrograd bis zu
dem gefährdeten
Organ zwangsführt,
um Sauerstoff zuzuführen.
Wie in allen Fällen
wird, während
des Entleerungszyklus, Blut ermöglicht,
von dem gefährdeten
Organ abzufließen,
was demzufolge eine Schwellung des und ein Ödem an dem Organ verhindert.
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Die vorstehende Offenbarung gibt
eine Anzahl von Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung an. Andere Anordnungen oder Ausführungsformen,
die nicht präzise
angegeben sind, könnten
unter den Lehren der vorliegenden Erfindung, und wie sie in den
folgenden Ansprüchen
angegeben ist, praktiziert werden.
