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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Bereich der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein Vorrichtungen zur Vergrößerung des
Herzminutenvolumens und insbesondere intraaortale Herzunterstützungspumpen.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Intraaortale
und intraventrikuläre
Herzunterstützungsvorrichtungen
sind gemäß dem Stand
der Technik gut bekannt. Diese Vorrichtungen werden allgemein eingesetzt,
um die Arbeitsbelastung des Herzes nach plötzlich einsetzendem Krankheitszustand oder
chirurgischem Eingriff zu reduzieren. Sie können auch verwendet werden,
um die Blutströmung vom
linken Ventrikel des Herzes in die Aorta zu erhöhen in Fällen von ungenügendem Herzminutenvolumen
als Folge, beispielsweise, akuter oder chronischer Herzkrankheiten
oder Störung
der normalen Herzfunktion während
chirurgischer Eingriffe.
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Herunterstützungsvorrichtungen
lassen sich in zwei grundsätzliche
Kategorien einteilen, nämlich einerseits
solche, die eine externe Pumpkammer umfassen, die während des
gesamten Verlaufs der Therapie außerhalb des Körpers bleibt
(extrakorporal), und andererseits solche, die eine interne Pumpkammer
umfassen, die innerhalb des Körpers
bleibt (intrakorporal). Ein Hauptnachteil einer internen Pumpkammer
ist, daß sie
schwere chirurgische Eingriffe zum Implantieren und zum Herausnehmen
der Vorrichtung erfordert.
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Vorrichtungen
mit externen Pumpkammern haben ebenfalls mehrere Nachteile. Die
US-Patentschrift 4,014,317 beschreibt eine den Herzkreislauf unterstützende Kanüle mit einer
externen Ballonpumpe und Herzschrittmacher-Elektrode. Die Kanüle wird perkutan durch die
Aorta eingeführt,
so daß ihr Distalende
sich innerhalb des linken Ventrikels des Herzens befindet. Während der
Systole bleiben die Eingangsventile an der Kanüle innerhalb des linken Ventrikels
offen, und die Kontraktion des Ventrikels zwingt das Blut, in die
Kanüle
hin ein zu fließen.
Dann, während
der Diastole, fließt
das Blut in die Aorta heraus durch ein oder mehrere Ventile entlang
der Kanüle
stromabwärts
vom Einlaßventil.
Eine mit Gas gefüllte
Kammer mit ähnlicher
Funktion wie eine intraaortale Ballonpumpe (IABP) ist außerhalb
des Patienten und stromabwärts
von den Ausgangsventilen mit der Kanüle verbunden. Typisch wird
der Ballon während
der Diastole aufgeblasen und während
der Systole entspannt, um die Perfusion der Koronararterien zu unterstützen. Die
Kanüle
weist eine lange und enge Form auf, die der Blutströmung einen
signifikanten Widerstand entgegensetzt, der das effektive Schlagvolumen
der Vorrichtung beschränkt.
Folglich ist diese Vorrichtung nur in beschränktem Umfang zur Steigerung
des Minutenvolumens eines geschwächten
oder versagenden Herzes nützlich.
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Die
US-Patentschrift 4.906,229 beschreibt eine hochfrequente transvalvuläre axialsymmetrische
externe Blutpumpe. Die Pumpe weist ein kleines internes Volumen
in einem steifem Rundgehäuse
auf, das abwechselnd vergrößert und
verkleinert werden kann durch pneumatischen oder hydraulischen Druck,
der von einer flexiblen Membran, die das Volumen umgibt, aufgebracht
wird. Das Volumen weist Eingangs- und Ausgangs-Enden auf mit axialen
Richtungsventilen an beiden Enden, so daß das Blut nur vom Herz in
die Aorta fließen
kann. Die Pumpe wird über
das Eingangs-Richtungsventil mit einer Kanüle verbunden, die in den linken
Ventrikel des Herzes durch die Aortenklappe eingeführt wird. Wenn
das interne Volumen expandiert wird, fließt Blut vom Ventrikel in die
Pumpe. Das Volumen wird dann verkleinert, und dabei wird das Blut über das Ausgangsende
in die Aorta ausgestoßen.
Diese Pumpe ist für
eine Betriebsfrequenz von 600 bis 1000 Zyklen pro Minute ausgelegt.
Da das Schlagvolumen der Pumpe typisch nur etwa 3 bis 5 Kubikzentimeter beträgt, sind
solche hohen Zyklusfrequenzen erforderlich, um eine ausreichende
Perfusion zu bewirken.
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Ein
Hauptnachteil der extrakorporalen intraaortalen Herzunterstützungsvorrichtungen
gemäß dem Stand
der Technik betrifft eine unvermeidbare Gestaltungsbeschränkung derartiger
Vorrichtungen. Die extrakorporalen intraaortalen Herzunterstützungsvorrichtungen
gemäß dem Stand
der Technik pumpen Blut aus dem linken Ventrikel durch eine Kanüle und in
einen stromabwärts
liegenden Abschnitt der Arterie. Es besteht der Wunsch, den Innendurchmesser der
Kanüle
möglichst
groß zu
machen, um die größtmögliche Blutmenge
durch die Kanüle
fließen
lassen zu können.
Es besteht jedoch auch der Wunsch, den Außendurchmesser der Kanüle möglichst
klein zu machen, um ihre Einführung
in die Arterie zu erleichtern und auch die Blutströmung in
der Arterie um die Kanüle
herum nicht wesentlich zu vermindern. Als Kompromiß zwischen
diesen entgegengesetzten Forderungen, werden die Kanülen in der Regel
lediglich ausreichend groß gemacht,
um nur 20 bis 40 Kubikzentimeter Blut pro Herzzyklus zu führen. Der
durchschnittliche Patient benötigt
jedoch etwa 80 bis 100 Kubikzentimeter Blut pro Herzzyklus für volle Blutflußunterstützung.
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Abgesehen
von der Unterscheidung zwischen interner oder externer Pumpkammer,
werden Herzunterstützungsvorrichtungen
auch an Hand ihrer Pumpantriebe kategorisiert, die entweder eine
kontinuierliche oder eine pulsierende Blutströmung erzeugen. Im von der Firma
Johnson & Johnson
Interventional Systems vertriebenem Hemopump-Herzunterstützungssystem
wird eine Kanüle,
die einen speziellen miniaturisierten Rotorpumpenmechnismus enthält, in die
Aorta eingeführt.
Die Pumpe wird mit einem Antrieb außerhalb des Körpers angetrieben,
um Blut kontinuierlich von der Aorta in den Rest des Arteriensystems
zu pumpen und damit in einem gewissen Umfang das natürliche Herzminutenvolumen
zu steigern. Ein System dieser Art wird in der US-Patentschrift
5,092,844 ähnlich
beschrieben. Ein Nachteil von diesem System ist, daß der Außenduchmesser
der Pumpe und folglich die Förderleistung
der Pumpe, durch die Notwendigkeit eingeschränkt ist, die Kanüle durch
die Oberschenkelschlagader einführen
zu können.
Ein weiterer Nachteil dieses Systems, und der Vorrichtungen mit
kontinuierlicher Blutströmung
allgemein, betrifft die Meinung, daß pulsierende Pumpen effektivere
langfristige Unterstützung bieten,
verglichen mit kontinuierlich pumpenden Vorrichtungen, weil sie
der natürlichen
Pumptätigkeit
des Herzes ähnlicher
sind.
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Eines
der am besten bekannten und am häufigsten
eingesetzten, intraaortalen Pumpsystems ist die intraaortale Ballonpumpe
(IABP), die einen Katheter umfaßt,
der einen aufblasbaren Ballon an seinem Distalende trägt und durch
eine Arterie in die Aorta eingeführt
wird. Der Ballon wird von einem externen Pumpantrieb abwechselnd
aufgeblasen und entspannt, um den Blutdruck in der Aorta abwechselnd
zu erhöhen
und zu senken in gegenphasiger Synchronisation mit dem Herzschlag,
um den linken Ventrikel beim Befördern
von Blut in das Arteriensystem zu unterstützen. Der intraaortale Ballon
(IAB) Katheter ist eine populäre
Herzunterstützungsvorrichtung,
weil er perkutan eingeführt
werden kann und deshalb die schweren chirugischen Eingriffe vermeidet,
die mit der Implantierung und mit der Herausnahme einer internen
ventrikulären
Unterstützungsvorrichtung
verbunden sind. Der IABP bietet jedoch nur eine beschränkte Steigerung
des natürlichen,
nicht unterstützten
Herzminutenvolumens und reicht deshalb nicht aus, um ein wesentliches
Herzversagen zu überwinden.
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Die
an Wampler erteilte US-Patenschrift Nr. 4,906,229 offenbart eine
hochfrequente transvaskuläre
Blutpumpe für
temporäre
Herzunterstützung. Der
Eingang der Pumpe ist mit einer Kanüle verbunden, die in das ventrikuläre Cavum
durch die Aortenklappe eingeführt
wird und eine Einströmöffnung an ihrem
Distalende aufweist. Die Pumpe selbst umfaßt ein steifes Rundgehäuse, dessen
Innenvolumen abwechselnd vermindert und expandiert werden kann mit
einer flexiblem Membran, die durch pneumatischen oder hydraulischen
Druck von einer extrakorporalen Stelle über ein perkutan eingeführtes Lumen gesteuert
wird.
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GB-A
1 526 099 offenbart eine chirurgisch implantierbare, zum Teil biologische,
interne Kreispumpvorrichtung, die einen Ballonkatheter umfaßt, der
in einer starren Pumpkammer angeordnet ist.
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Obwohl
diese Vorrichtungen möglicherweise für den jeweiligen
Anwendungszweck oder zur allgemeinen Verwendung geeignet sein könnten, wären sie
für die
Zwecke der vorliegenden Erfindung, die wie folgt offenbart werden,
nicht geeignet.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Dementsprechend
ist es ein Objekt der vorliegenden Erfindung, eine Herzunterstützungsvorrichtung
zu gestalten, die ein Herzversagen überwinden kann, indem sie volle
Blutströmungs-Unterstützung bietet.
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Ein
weiteres Objekt der vorliegenden Erfindung ist die Gestaltung einer
Herzunterstützungsvorrichtung,
die perkutan oder mittels eines beschränkten chirurgischen Schnitts
eingeführt
werden kann und somit keine massive Thoraxchirurgie zum Einsetzen
und Herausnehmen erfordert.
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Noch
ein weiteres Objekt der vorliegenden Erfindung ist die Gestaltung
einer Herzunterstützungsvorrichtung,
die eine pulsierende Blutströmung erzeugt,
die der natürlichen
Pumpwirkung des Herzens ähnlicher
ist.
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Noch
ein weiteres Objekt der vorliegenden Erfindung ist die Gestaltung
einer Herzunterstützungsvorrichtung,
die zu keiner wesentlichen Verminderung der Blutströmung in
der belegten Arterie führt.
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Die
vorliegende Erfindung ist so gestaltet, wie in den im Anhang befindlichen
Ansprüchen
definiert ist.
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Die
vorliegende Erfindung ist ein im geschlossenen Brustkorb eingesetzter
intraaortaler Ballon-Katheter auf der Grundlage einer ventrikulären Herzunterstützungsvorrichtung,
die einen intraaortalen Ballon (IAB) Katheter und eine Pumpkammer,
die einen Abschnitt mit kleinerem Durchmesser und einen mehr proximal
angeordneten Abschnitt mit größerem Durchmesser
umfaßt.
Die IAB-Katheter-Ballonmembran
ist innerhalb des Abschnitts mit größerem Durchmesser angeordnet.
Die gesamte Vorrichtung wird perkutan in die Aorta eines Patienten
so eingeführt,
daß die
Spitze des IAB-Katheters gerade distal relativ zur linken subklavikulären Arterie
liegt und sich das Distalende des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser
im linken Ventrikel befindet. Der Abschnitt mit kleinerem Durchmesser
hat ein Eingangsventil an seinem Distalende, das als Richtungsventil arbeitet
und somit dem Blut erlaubt, in das Lumen der Pumpkammer hinein zu
fließen,
aber nicht heraus zu fließen.
Die Pumpkammer weist ein oder mehrere Auslaßventile auf. Bei der Entspannung
der Ballonmembran sinkt der Druck in der Pumpkammer unter den Druck
im linken Ventrikel, so daß Blut
in die Pumpkammer fließt.
Während
die Ballonmembran aufgeblasen wird, zwingt der erhöhte Druck
in der Pumpkammer das Einlaßventil
in den geschlossenen Zustand und drückt das Blut durch die Ausgangsventile
in die Aorta. Die Pumpkammer wird nach dem Einsetzen im wesentlichen
starr, um dem arteriellen Druck widerstehen zu können.
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Um
die oben aufgeführten
Objekte und damit verwandte Objekte zu verwirklichen, kann die vorliegende
Erfindung in der Form ausgeführt
werden, die in den begleitenden Figuren veranschaulicht ist. Es wird
jedoch darauf hingewiesen, daß die
Figuren nur als Anschauungsbeispiel gemeint sind. Variationen gehören zum
Umfang der Erfindung, der nur durch den Geltungsbereich der Ansprüche begrenzt
ist.
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Kuzbeschreibung
der Figuren
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In
den Figuren sind gleiche Elemente mit den gleichen Bezugsnummern
gekennzeichnet.
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1 ist
ein Längsquerschnitt
eines Herzunterstützungs-Pumpsystems
gemäß dem Stand
der Technik, welches in die Aorta eines Patienten eingeführt ist.
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2 ist
ein Längsquerschnitt
der vorliegenden Erfindung, eine für den geschlossenen Brustkorb bestimmte
IAB-basierte ventrikuläre
Herzunterstützungs-Vorrichtung,
die zum Einführen
in die Aorta und in den linken Ventrikel eines Patienten vorgesehen
ist.
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3 ist
ein Längsquerschnitt
eines Distalabschnitts der im geschlossenen Brustkorb eingeführten, IAB-basierten
ventrikulären
Unterstützungsvorrichtung,
die in 2 veranschaulicht ist, mit der Ballonmembran im
nicht aufgeblasenen Zustand.
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4 ist
ein Längsquerschnitt
eines Distalabschnitts der im geschlossenen Brustkort eingeführten, IAB-basierten
ventrikulären
Unterstützungsvorrichtung,
wie in 2 veranschaulicht, wobei sich die Ballonmembran
in einem aufgeblasenen Zustand befindet.
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5 ist
ein Längsquerschnitt
eines Distalendes einer IAB-basierten ventrikulären Unterstützungsvorrichtung für den geschlossenen
Brustkorb mit einer alternativen Ausführungsform des Einlaßventils
in einem transversalem geschlossenem Zustand.
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6 ist
ein Längsquerschnitt
eines Distalendes einer IAB-basierten ventrikulären Unterstützungsvorrichtung für den geschlossenen
Brustkorb mit einer alternativen Ausführungsform des Einlaßventils
in einem longitudinalem geschlossenem Zustand.
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7 ist
ein Längsquerschnitt
einer mit Flüssigkeit
gefüllten
Pumpkammer, die um eine IAB-Katheter-Ballonmembran angeordnet und
in die Aorta und in den linken Ventrikel eines Patienten eingeführt ist.
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8 zeigt
eine perspektivische Ansicht der in 7 dargestellten,
mit Flüssigkeit
gefüllten Pumpkammer.
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9 ist
eine einfache Ansicht einer dritten Ausführungsform der Pumpkammer in
ihrem ungedehntem Zustand mit größerem Durchmesser.
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10 ist
eine einfache Ansicht der dritten Ausführungsform der Pumpkammer in
ihrem gedehnten Zustand mit kleinerem Durchmesser.
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11 ist
eine Längsquerschnitt-Ansicht
einer alternativen Ausführungsform
der IAB-basierten ventrikulären
Unterstützungs-Vorrichtung
für den
geschlossenen Brustkorb, die eine Membran aufweist.
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12 ist
eine Längsquerschnitt-Ansicht
eines Distalabschnitts der Aorta und der IAB-basierten ventrikulären Unterstützungs-Vorrichtung
für den
geschlossenen Brustkorb, mit einer Membran in einer bluteinnehmenden
Position.
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13 ist
eine Längsquerschnitt-Ansicht
eines Distalabschnitts der Aorta und der IAB-basierten ventrikulären Unterstützungs-Vorrichtung
für den
geschlossenen Brustkorb, mit einer Membran in einer blutpumpenden
Position.
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Detaillierte
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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1 zeigt
einen Längsquerschnitt
einer eingeführten
Herzunterstützungspumpe
gemäß dem Stand
der Technik, allgemein mit der Bezugszahl 10 bezeichnet,
die eine externe Pumpe 20 und eine Kanüle 30, die ein proximales
Ende 31, ein distales Ende 32, ein Einlaßventil 40,
ein Auslaßventile 50 und
ein Lumen 51 aufweist, umfaßt. Vorzugsweise wird die Kanüle 30 perkutan
eingeführt,
durch einen Einschnitt 61 in der peripheren Arterie 60 oder
in einer sonstigen, geeigneten Arterie, wie zum Beispiel die Oberschenkelschlagader,
und stromaufwärts durch
die Aorta und Aortenklappe 140 in den linken Ventrikel 80 des
Herzes 90 vorgeschoben. Das Verfahren des Einführens ist
im wesentlichen den Verfahren zum Einführen anderer Arten von Herzkanülen ähnlich,
die nach dem Stand der Technik bekannt sind. Die Länge der
Kanüle 30 beträgt etwa
60 cm; dies ist in der Regel ausreichend, um sicherzustellen, daß wenn das
Distalende der Kanüle 30 im
linken Ventrikel 80 positioniert ist, das Ende der Kanüle 30 außerhalb
des Körpers
des Patienten neben dem Einschnitt 61 bleibt. Alternativ
kann die Kanüle 30 chirurgisch
mit einem geeigneten Einschnitt anderswo im Arteriensystem eingeführt werden.
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Sobald
sich die Kanüle 30 in
Position befindet, erzeugt die Pumpe einen Druckunterschied in der
Kanüle 30,
mit der Folge, daß das
Einlaßventil 40 am
Distalende 32 der Kanüle 30 öffnet und
Blut aus dem linken Ventrikel 80 in das Lumen 51 fließt. Die Auslaßventile
werden geschlossen gehalten, während
das Blut das Lumen 51 füllt.
Nachdem eine Außenkammer
(nicht dargestellt) sich mit Blut gefüllt hat, erzeugt die Pumpe 20 einen
entgegengesetzten Druckunterschied in der Kammer, mit der Folge,
daß das
Einlaßventil 40 geschlossen
wird, und die Ausgangsventile 50 geöffnet werden, so daß das Blut aus
dem Lumen 51 in die Aorta 70 gedrückt wird.
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2 zeigt
einen Längsquerschnitt
der vorliegenden Erfindung, allgemein mit der Bezugsnummer 11 bezeichnet,
im eingeführten
Zustand in der Aorta 70 eines Patienten. Die vorliegende
Erfindung 11 umfaßt
einen intraaortalen Ballon (IAB) Katheter 100 und eine
Pumpkammer 110 mit Auslaßventilen 115. Die
Pumpkammer 110 umfaßt
einen größeren Kammerrohrabschnitt 111,
der ein proximales Ende 99 aufweist und einen kleineren
Kanülenschlauchabschnitt 112,
der ein distales Ende 113 aufweist. Der Begriff "distal" bedeutet hier "näher am Herz". Ein Einlaß-Blattventil 114 oder
ein sonstiges geeignetes Einlaßventil
ist am Distalende 113 des kleineren Kanülenschlauchabschnitts 112 der
Pumpkammer 110 angeschlossen. Der IAB-Katheter 100 umfaßt allgemein
eine Ballonmembran 20, einen äußeren Schlauch 102,
eine Spitze 103 und eine externe Pumpe 20. Der
IAB-Katheter 100 wird in der Regel perkutan in die Aorta 70 durch
eine Einführscheide (Option) 71 eingeführt, und
die Spitze 103 wird gerade distal zur linken Schlüsselbeinarterie 72 positioniert.
Identisch wie bei den IABs gemäß dem Stand der
Technik bewegt die externe Pumpe 20 ein Material, welches
kein Blut ist, beispielsweise ein Gas, hin und her im äußeren Schlauch 102,
um damit die Ballonmembran 101 in schneller Folge aufzublasen
und zu ent spannen. Die Ballonmembran ist innerhalb des größeren Rohrkammerabschnitts 111 der
Pumpkammer 110 gleitend angeordnet. Das proximale Ende 99 des
größeren Rohrkammerabschnitts 111 ist
verschiebbar am äußeren Schlauch 102 des
IAB-Katheters 100 befestigt, so daß kein Blut aus diesem Proximalende 99 entweichen
kann.
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Die 3 und 4 zeigen
einen Längsquerschnitt
der Pumpkammer 110 und einen Distalabschnitt des IAB-Katheters 100 im
eingeführten
Zustand in der Aorta 70 eines Patienten. 3 zeigt das
Mittel, mit welchem Blut in den kleineren Rohrkanülenabschnitt 112 gedrückt wird.
Die Ballonmembran 101 befindet sich in einem entspannten
Zustand, und folglich ist der Druck in der Pumpkammer 110 niedriger
als der Druck in der Aorta 70, und vorzugsweise liegt er
in der Nähe
des Drucks im linken Ventrikel 80. Der Druckunterschied
bewirkt das Öffnen des
Blatt-Einlaßventils 114,
so daß Blut
in das Distalende 113 des kleineren Rohrkanülenabschnitts 112 hineinfließen kann.
Der niedrigere Druck in der Pumpkammer 110 bewirkt auch,
daß die
Ausgangsventile 115 schließen und somit verhindern, daß Blut durch
diese Ausgangsventile 115 in die Aorta 70 entweicht.
Es wird darauf hingewiesen, daß wie
in 3 dargestellt ist, die Aortenklappe 140 synchron
mit den Ausgangsventilen öffnet.
Diese Darstellung setzt voraus, daß das Herz 90 synchron
pumpt mit der IAB-basierten ventrikulären Unterstützungsvorrichtung 11 für den geschlossenen
Brustkorb. Der Fall gehört
jedoch auch zur vorliegenden Erfindung 11, in welchem das
Linksherz total versagt hat. In einem solchen Fall kann der Durchmesser
des kleineren Rohrkanülenabschnitts 112 größer gemacht
werden, um die gesamte Blutströmung
zu übernehmen.
Außerdem
wird darauf hingewiesen, daß der
kleinere Rohrkanülenabschnitt 112 und
der ringförmige
Bereich zwischen der Ballonmembran 101 und dem größeren Rohrkammerabschnitt 111 die
einzigen blutenthaltenden Teile der vorliegenden Erfindung 11 sind.
Der IAB-Katheter 100 kann als kein Blut enthaltender Abschnitt
der vorliegenden Erfindung 11 betrachtet werden. 4 zeigt
das Mittel, mit welchem das Blut aus der Pumpkammer 110 herausgedrückt wird.
Die Ballonmembran 101 wird aufgeblasen, wodurch der Druck
in der Pumpkammer 110 ansteigt. Als Folge davon wird das
Einlaßventil 114 vom
Blut, welches versucht, wieder in den linken Ventrikel 80 einzutreten,
zugedrückt,
und die Ausgangsventile 115 werden aufgedrückt, so
daß sowohl
das im kleineren Rohrkanülenabschnitt 112 wie
auch das im größeren Rohrkammerabschnitt 111 befindliche
Blut in die Aorta 70 fließen kann. Es wird darauf hingewiesen,
daß die
Ausgangsventile 115 beliebig überall in der Pumpkammer 110 angeordnet
sein können.
Es wird außerdem
darauf hingewiesen, daß die
vorliegende Erfindung 11, mit geringfügigen Modifikationen, auch
als rechte ventrikuläre
Unterstützungsvorrichtung
dienen kann.
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5 zeigt
eine alternative Ausführungsform
des Einlaßventils 114.
Das Einlaßventil 114 umfaßt eine
Scheibe 116, die drehbar am kleineren Rohrkanülenabschnitt 112 mit
einem Stift 117 befestigt ist. Wenn Blut versucht, in den
linken Ventrikel 80 zu fließen, dreht sich die Scheibe 116 in
ihre transversal geschlossene Stellung und bleibt dort infolge der Anschläge 118,
so daß das
Blut daran gehindert wird, wieder in den linken Ventrikel einzutreten.
Wenn das Blut versucht, aus dem linken Ventrikel 80 heraus
zu fließen,
wie in 6 dargestellt, dreht sich die Scheibe 116 zurück in ihre
longitudinal offene Stellung und erlaubt es dem Blut, in die Pumpkammer 110 hinein zu
fließen.
Es wird darauf hingewiesen, daß auch
andere Formen der Einlaß-
und Auslaßventile
zur vorliegenden Erfindung gehören.
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Vorzugsweise
werden der IAB-Katheter 100 und die Pumpkammer 110 nacheinander
oder als eine Einheit perkutan eingeführt. Das Verfahren zum Einsetzen
eines IAB-Katheters ist gemäß dem Stand der
Technik gut bekannt. Die bevorzugte Ausführungsform der Pumpkammer 110,
die perkutan eingeführt
werden kann, ist in den 7 und 8 dargestellt.
Die Pumpkammer 110 muß dem
hohen Druck widerstehen können,
der in der Aorta 70 infolge der Entspannung der Ballonmembran 101 beim eigentlichen
Blutpumpen entsteht, jedoch muß sie während der
Einführung
auch ausreichend flexibel sein, um in die Aorta 70 hinein
vorgeschoben werden zu können. 7 zeigt
einen Längsquerschnitt
der mit Flüssigkeit
gefüllten
Pumpkammer 110, die um die Ballonmembran 101 des
IAB-Katheters 100 angeordnet ist und diese Eigenschaften
aufweist. Der IAB-Katheter wird perkutan so eingeführt, das
sich die Spitze 103 gerade proximal zur linken Schlüsselbeinarterie 72 befindet.
Die Pumpkammer 110 umfaßt ein Pumprohr 118,
mit einem distalen Ende 113 und einem proximalen Ende 99, und
ein am Pumprohr 118 angebrachtes Flüssigkeitslieferrohr 119.
Die Pumpkammer 110 ist um ein proximales Ende 126 des
IAB-Katheters 100 angeordnet und wird in die Aorta 70 so
vorgeschoben, daß das
Distalende 113 des Pumpenschlauchs 118 in den
linken Ventrikel 80 eintritt. Das proximale Ende 99 des
Pumpenschlauchs 118 ist verschiebbar am äußeren Schlauch 102 des
IAB-Katheters 100 so
befestigt, daß kein
Blut durch das proximale Ende 99 entweichen kann. Ein Lumen 120 erstreckt
sich über
die gesamte Länge
des Flüssigkeitlieferschlauchs 119 und verläuft in wendelförmiger oder
sonstiger ähnlicher Weise
um den Pumpenschlauch 118. Sobald es in der Aorta 70 positioniert
ist, wird das Lumen 120 mit Flüssigkeit gefüllt. Das
mit Flüssigkeit
gefüllte
Lumen 120 erhöht
die Steifigkeit der Pumpkammer 110, so daß diese
die Druckwerte, die beim Entspannen der Ballonmembran 101 in
der Aorta 70 erzeugt werden, widerstehen kann. Am Ende
der Therapie wird die Flüssigkeit
aus dem Lumen 120 herausgepumpt, wonach die Pumpkammer 110 wieder
flexibel geworden und klein genug ist, um perkutan aus der Aorta 70 herausgezogen
werden zu können. 8 zeigt
eine perspektivische Ansicht der mit Flüssigkeit gefüllten Pumpkammer 110,
die in 7 dargestellt ist. Als Alternative zum mit Flüssigkeit
gefüllten,
spiralförmigen Lumen 120 können mit
Flüssigkeit
gefüllte
Taschen oder mit Flüssigkeit
gefüllte
Oberflächensektoren
in verschiedenen Geometrien verwendet werden.
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9 zeigt
eine alternative Pumpkammer 110, die aus spiralförmig ineinander
gewickelter Drähte überdeckt
mit einem elastischem, leckfreiem oder sonstigem geeignetem Material
hergestellt ist, ähnlich
wie die expandierbaren, auf dem Markt erhältlichen Stents, und somit
die eigenschaft aufweist, beim Ziehen oder Strecken ihren Querschnitts-Durchmesser
zu verkleinern. Das Einführen der
IAB-basierten ventrikulären
Herzunterstützungs-Vorrichtung 11 für den geschlossenen
Brustkorb, die die Pumpkammer 110 enthält, wie in 9 dargestellt,
umfaßt
die folgenden Schritte. Der IAB-Katheter 100 wird zuerst
in die Aorta 70 eingeführt.
Dann wird die Pumpkammer im gestreckten Zustand über den IAB-Katheter 100 in
die Aorta 70 vorgeschoben. Wenn die Pumpkammer 110 so
positioniert ist, daß die
Ballonmembran 101 des IAB-Katheters 100 innerhalb
der Pumpkammer 110 angeordnet ist, wird die Pumpkammer 110 freigelassen und
kann von ihrem gestreckten Zustand mit kleinem Durchmesser in ihren
nicht gestreckten Zustand mit größerem Durchmesser
expandieren. 9 zeigt eine einfache Ansicht
der Pumpkammer 110 in ihrem nicht gestreckten Zustand. 10 zeigt
eine einfache Ansicht der Pumpkammer 110 in ihrem gestreckten
Zustand. Die Pumpkammer 110 ist am IAB-Katheter 100 in
gleicher Weise wie die in 2 dargestellte Pumpkammer 110 befestigt.
Am Ende der Therapie wird die Pumpkammer 110 in ihren gestreckten
Zustand mit kleinem Durchmesser gebracht und in diesem Zusand perkutan
herausgezogen. Nach dem Herausziehen der Pumpkammer 110 wird
der IAB-Katheter 100 perkutan herausgezogen. Die Pumpkammer 110 wird
in den Patienten eingeführt und
aus ihm wieder herausgenommen in einer Weise, die der für andere
expandierbare Stents, die auf dem Markt erhältlich sind, ähnlich ist,
beispielsweise der Corvita-Stent (hergestellt von der Firma Corvita Corp,
Miami, Florida). Als alternatives Einführverfahren kann der IAB-Katheter 100 nach
dem Einführen der
Pumpkammer 110 eingeführt
werden.
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11 zeigt
einen Längsquerschnitt
einer alternativen, in die Aorta 70 eingeführten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung 11, die eine Kanüle 160 mit
einem Gasschlauch-Abschnitt 128, ein proximales Ende 126 und
eine Pumpkammer 110 mit einem distalen Ende 113 und
einer Membran 127 aufweist. Das proximate Ende 126 des
Gasschlauchabschnitts 128 ist an einer externen, blutfreien
Pumpe 20 angeschlossen. Das distale Ende der Pumpkammer 110 wird
in den linken Ventrikel 80 des Herzes 90 eingeführt. Ähnlich wie
die erste Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung 11, beschränkt sich die Blutströmung alleine
auf die Pumpkammer 110. Die Pumpkammer 110 ist
der einzige, Blut enthaltende Abschnitt der vorliegenden Erfindung 11. Der
Gasschlauchabschnitt 128 wird mit einem kein Blut enthaltendem
Material wie Helium gefüllt.
Der Gasschlauch-Abschnitt 128 ersetzt grundsätzlich den
IAB-Katheter 100, wie in 2, als der
kein Blut enthaltende Abschnitt der vorliegenden Erfindung 11. Der
Durchmesser des Gasschlauch-Abschnitts 128 kann kleiner
als der Durchmesser der Pumpkammer 110 gemacht werden.
Die Verkleinerung des Durchmessers des Gasschlauchabschnitts 128 ermöglicht eine
vermehrte Blutströ mung
um den Gasschlauchabschnitt 128 und verbessert somit die
Zirkulation im Patienten während
des Therapievorgangs.
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Wie
in 12 dargestellt, sobald die Pumpe 20 (11)
den Druck im Gasrohrabschnitt 128 senkt, bewegt sich die
Membran 127 zu einer bluteinnehmenden Stellung, und folglich
schließen
die Ausgangsventile 115, das Eingangsventil 114 öffnet, und
Blut ergießt
sich rasch in die Pumpkammer 110. 12 zeigt
einen Längsquerschnitt
eines distalen Abschnitts der in 12 dargestellten,
alternativen Ausführungsform
mit der Membran 127 in einem bluteinnehmendem Zustand.
Wie in 13 dargestellt, sobald die Pumpe 20 den
Druck im Gasschlauchabschnitt 128 erhöht, bewegt sich die Membran
zu einer blutpumpenden Stellung, und folglich schließt das Eingangsventil 114,
und das Ausgangsventil 115 öffnet, so daß sich das
Blut rasch aus der Pumpkammer 110 in die Aorta 70 ergießt.