DE8533069U1 - Filter for filtering human blood, especially in an extracorporeal circuit - Google Patents
Filter for filtering human blood, especially in an extracorporeal circuitInfo
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Description
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Die Erfindung betrifft einen Filter zum Filtrieren menschlichen Blutes/ insbesondere in einem extra Korporalen Kreislauf nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches.The invention relates to a filter for filtering human blood/in particular in an extra corporal circuit according to the preamble of the main claim.
Das Filterelement hat die Aufgabe, Mikroembolien aus dem Blut auszufiltern und das Gasauslaßventil auf der Patientenseite des Filterelementes hat die Aufgabe zur Vermeidung von Gasembolien, an der höchsten Stelle des Zylindergehäuses sich ansammelnde Gasblasen nach außen abzuführen.The filter element has the task of filtering out micro-emboli from the blood and the gas outlet valve on the patient side of the filter element has the task of removing gas bubbles that accumulate at the highest point of the cylinder housing to the outside in order to avoid gas embolisms.
Derartige Filter werden in Verbindung mit einer Herz-Lungen-Maschine
vertikal ausgerichtet betrieben, wobei in einer üblichen Anordnung des Filters dieser über der
Herz-Lungen-Maschine angeordnet ist und der patientenseitige Auslaß des Blutfilters etwa in Höhe des Patienten
liegt.
20Such filters are operated in a vertically aligned manner in conjunction with a heart-lung machine, whereby in a typical arrangement of the filter it is located above the heart-lung machine and the patient-side outlet of the blood filter is located approximately at the height of the patient.
20
Ein Sicherheitsrisiko bei den bekannten Filtern besteht darin, daß das aus der Herz-Lungen-Maschine herausgeförderte Blut keine ausreichende Möglichkeit findet, sich innerhalb des Filtergehäuses zu beruhigen, so daß dadurch die Gefahr von Gasembolien erhöht werden.A safety risk with the known filters is that the blood pumped out of the heart-lung machine does not have sufficient opportunity to settle within the filter housing, thus increasing the risk of gas embolisms.
Derartige Filter werden häufig bei Operationen am offenen Herzen und anderen Organen eingesetzt, wie sie durch die DE-PS 32 04 317 und die Literaturstelle "Myocardial 'Equilibration Precesses1 and Myocardial Energy Turnover during Initiation of Artificial Cardiac Arrest with Cardioplegic Solution - Reasons for a Sufficiently Long Cardioplegic Perfusionlf publiziert in Thorac. cardiovasc, surgeon 29 (1981) 71-76 beschrieben sind. Bei solchen Ope-Such filters are frequently used in open heart and other organ operations, as described in DE-PS 32 04 317 and the reference "Myocardial 'Equilibration Precesses 1 and Myocardial Energy Turnover during Initiation of Artificial Cardiac Arrest with Cardioplegic Solution - Reasons for a Sufficiently Long Cardioplegic Perfusion lf published in Thorac. cardiovasc, surgeon 29 (1981) 71-76. In such operations
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rationen wird das Blut bzw. eine Kardioplegie-Lösung auf etwa + 4 bis + 60C in der Herz-Lungen-Maschine heruntergekühlt. Die bekannten Filter bieten vom Aufbau her keine Möglichkeit, die Entwicklung von Luftblasen in der su filtrierenden Flüssigkeit und die Temperatur der Flüssigkeit im Filter meßtechnisch zu erfassen. Dies ist nur in den einzelnen Leitungsabschnitten außerhalb des Filters möglich.During transplantation, the blood or a cardioplegia solution is cooled down to about + 4 to + 6 0 C in the heart-lung machine. The design of the known filters does not allow the development of air bubbles in the liquid being filtered and the temperature of the liquid in the filter to be measured. This is only possible in the individual pipe sections outside the filter.
iü Die bekannten Filter sind in der Regel aus transparentem Kunststoff aus vier und mehr Teilen aufgebaut. Trotz der Transparenz kann aufgrund der Gehäusekonstruktion und der Anordnung des Filterelementes innerhalb dieser Konstruktion entweder nur die eine oder andere Kammerseite des Gehäuses auf Gasblasenbildung beobachtet und entlüftet werden. Um beim Füllen des Filters das eingeschlossene Gas zu entfernen, hilft man sich dadurch, daß das eingeschlossene Gas in der nicht entlüftbaren Kammer durch Umdrehen des Filters um 18O0C in die entlüftbare Kammer entweichen kann. Dieser Vorgang muß in der Regel mehrmals erfolgen und bleibt von der Handhabung her unbefriedigend und ist medizintechnisch nicht risikolos.iü The known filters are usually made of transparent plastic and are made up of four or more parts. Despite the transparency, due to the housing construction and the arrangement of the filter element within this construction, only one or the other chamber side of the housing can be observed for gas bubble formation and vented. In order to remove the trapped gas when filling the filter, the trapped gas in the non-ventable chamber can be allowed to escape into the ventable chamber by turning the filter over by 18O 0 C. This process usually has to be carried out several times and is unsatisfactory in terms of handling and is not without medical risks.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln einen Filter nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches bezüglich seiner Handhabung und seiner Funktionssicherheit zu verbessern, ohne dabei die Anzahl seiner Einzelteile zu vergrößern und damit zu verteuern.The invention is therefore based on the object of improving a filter according to the generic term of the main claim with regard to its handling and functional reliability using simple means, without increasing the number of its individual parts and thus making them more expensive.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Hauptanspruch angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved according to the invention by the features specified in the main claim. Advantageous further developments are specified in the subclaims.
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Der aus lediglich drei Einzelelementen nämlich zwei Gehäuseteilen und dem darin integrierten Filterelement gebildete Filter hat einen direkt über der Herz-Lungen-Maschine liegenden Bluteinlaß in Form eines zentralen Steigrohres. Die betreffende Gehäusekammer endet in einer Gasabscheidekammer, die vorzugsweise zylindrisch ausgsbildet ist und sich nach oiien fortsetzt und ein ausreichendes Volumen aufweist, um Gasblasen im Blut bzw. der zu filtrierenden Flüssigkeit zur Abscheidung zu bringen. DasThe filter, which is made up of just three individual elements, namely two housing parts and the filter element integrated therein, has a blood inlet in the form of a central riser pipe located directly above the heart-lung machine. The housing chamber in question ends in a gas separation chamber, which is preferably cylindrical in shape and continues upwards and has a sufficient volume to separate gas bubbles in the blood or the liquid to be filtered. The
IG äöuträlö Steiyföhif iät. dabei Von einem im Querschnitt größer gehaltenen Sinkraum umschlossen, in der das Blut Gelegenheit hat, sich zu beruhigen, ehe es radial durch das Filtertuch des plissierten Filterelementes nach außen auf die arterielle Seite bzw. Patientenseite des Filters tritt.IG äouträlö Steiyföhif iät. Enclosed by a sinking chamber with a larger cross-section, in which the blood has the opportunity to calm down before it passes radially through the filter cloth of the pleated filter element outwards to the arterial side or patient side of the filter.
Durch den horizontal abstehenden Blutauslaß kann das Abknicken von Verbindungsschläuchen vermieden werden, da dieser sowohl in bezug auf die Herz-Lungen-Maschine als auch auf die Lage des Patienten optimal angeordnet ist.The horizontally protruding blood outlet prevents the connecting tubes from kinking, as it is optimally positioned both in relation to the heart-lung machine and the position of the patient.
Der Erfindungsgedanke ist in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel näher erläutert. Dabei zeigt: Fig. 1 den Filter in Seitenansicht, ergänzt durch schematisch angedeutete Einsatzmittel für den Einsatz des Filters bei den erwähnten Operationstechniken, The inventive concept is explained in more detail in a preferred embodiment. Here: Fig. 1 shows the filter in side view, supplemented by schematically indicated means for the use of the filter in the mentioned surgical techniques,
Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch den Filter nach derFig. 2 a vertical section through the filter after
Linie 2-2 in Fig. 3 und
Fig. 3 einen Horizontalschnitt durch den Filter nach derLine 2-2 in Fig. 3 and
Fig. 3 a horizontal section through the filter after
Linie 3-3 in Fig. 2.
30Line 3-3 in Fig. 2.
30
Der Filter nach 1 besteht im wesentlichen aus den beiden Gehäuseteilen 7 und 9 und dem darin integrierten hohlzylindrischen Filterelement 5. Die beiden Gehäuseteile 7,9 sind mittels einer ineinandergreifenden Gehäuseprofilierung dauerhaft bei 21 durch Klebung oder ültraschalischweißung verbunden.The filter according to 1 consists essentially of the two housing parts 7 and 9 and the hollow cylindrical filter element 5 integrated therein. The two housing parts 7, 9 are permanently connected at 21 by means of an interlocking housing profile by means of adhesive or ultrasonic welding.
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Das 'Gehäuseteil 7 weist den zentralen unteren Blutein-IaB 2 auf, der sich in Form eines Steigrohres 3 axial verlängert und praktisch den gesamten Hohlzylinder 4 des Filterelementes 5 durchsetzt. Der Hohlzylinder 4 wird durch das steigrohr 3 in einen im Querschnitt zwei- bis fünfmal größer gehaltenen Sinkraum 6 aufgeteilt. Das Gehäuseteil 7 weist weiterhin im unteren Bereich ein im Querschnitt U-förmig ausgebildetes Aufnahmelager 8 zur Aufnahme der unteren Stirnfläche des Filterelementes 5 und zur Aufnahme des Dichtungsmittels 19 auf, mit welchem die dichtende Verbindung zwischen dem unteren Ende des Filterelementes 5 und des Aufnahmelagers 8 erreicht wird. Oberhalb des Aufnahmelagers 8 beginnt die aktive Fiiterfläche des Filterelementes 5. In diesem Bereich ist als radialer Stutzen 18 der Blutauslaß vorgesehen. Der Blutauslaß 18 ist über einen Sammelschacht 16 in Form einer radial abstehenden Gehäuseausbuchtung 17 mit einem im Gehäuseteil 7 im oberen Bereich angeformten Ringraum 13 verbunden.The housing part 7 has the central lower blood inlet 2, which extends axially in the form of a riser pipe 3 and practically passes through the entire hollow cylinder 4 of the filter element 5. The hollow cylinder 4 is divided by the riser pipe 3 into a sinking chamber 6 which is two to five times larger in cross-section. The housing part 7 also has a U-shaped receiving bearing 8 in the lower area for receiving the lower end face of the filter element 5 and for receiving the sealing means 19, with which the sealing connection between the lower end of the filter element 5 and the receiving bearing 8 is achieved. The active filter surface of the filter element 5 begins above the receiving bearing 8. The blood outlet is provided in this area as a radial nozzle 18. The blood outlet 18 is connected via a collection shaft 16 in the form of a radially protruding housing bulge 17 to an annular space 13 formed in the upper area of the housing part 7.
Das andere Gehäuseteil 9 bildet an seinem Umfang die Ergänzung des schräg ansteigenden Sammelraumes 13 und trägt an seiner höchsten Stelle des Sammelraumes 13 einen Anschluß 14 zur Aufnahme eines Entlüftungsventiles. Diametral gegenüberliegend ist im Gehäuseteil 9 ein weiterer Stutzen 15 vorgesehen, der in der axialen Verlängerung des Sammelschachtes 16 liegt und zur Aufnahme eines Temperaturfühlers T bzw. eines Thermometers dient, wie es in Fig. 1 angedeutet ist. Das Gehäuseteil 9 hat ebenfalls ein im Querschnitt U-förmiges Aufnahmelager 10 zur Aufnahme des oberen Endes des Filterelementes 5 und des Dichtungsmittels 20.The other housing part 9 forms the complement of the sloping collecting space 13 on its circumference and has a connection 14 at the highest point of the collecting space 13 for receiving a vent valve. Diametrically opposite, another nozzle 15 is provided in the housing part 9, which is located in the axial extension of the collecting shaft 16 and serves to accommodate a temperature sensor T or a thermometer, as indicated in Fig. 1. The housing part 9 also has a U-shaped receiving bearing 10 in cross section for receiving the upper end of the filter element 5 and the sealing means 20.
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Oberhalb des Steigrohres 3 und oberhalb des Sinkraumes 6 verlängert sich dieser in einen zylindrischen Gehäuseabschnitt 11 der eine Gasabscheidekammer II1 bildet und ebenfalls in einem Stutzen 12 endet. Wie in Fig. 1 schematisch angedeutet, sind die als Luer Lock ausgebildeten Stutzen 12 und 14 mit Zwei-Wegeventilen V2 und Vl ausgestattet.Above the riser pipe 3 and above the sink chamber 6, this extends into a cylindrical housing section 11 which forms a gas separation chamber II 1 and also ends in a nozzle 12. As schematically indicated in Fig. 1, the nozzles 12 and 14 designed as Luer Locks are equipped with two-way valves V2 and V1.
Der Gehäuseabschnitt 11 für die Gasabscheidekammer 11' ist zylindrisch und so bemessen, daß die Außenseite durch handelsübliche Gasblasendetektoren GD (wie in Fig. 1 angedeutet) umfaßt werden können. Derartige Gasblasendetektoren arbeiten zumeist auf Basis von Ultraschall und lösen bei verstärkt auftretenden Gasblasen einen Alarm aus. 15The housing section 11 for the gas separation chamber 11' is cylindrical and dimensioned so that the outside can be covered by commercially available gas bubble detectors GD (as indicated in Fig. 1). Such gas bubble detectors usually work on the basis of ultrasound and trigger an alarm when gas bubbles appear in increasing numbers. 15
Am Bauteil 9 sind noch fingerförmige Montagehilfen 19 integriert, die eine Zentrierung des hohlzylindrischen Filterelementes 5 erleichtern sollen.Finger-shaped assembly aids 19 are integrated into component 9 to facilitate centering of the hollow cylindrical filter element 5.
Das Filterelement 5 besteht aus einem Gewebe, vorzugsweise Polyestermonofilen mit einer Fadenstärke von 30 pm und einer Maschenweite (lichter Abstand der Fäden) von 40 pm bzw. die Maschenweite liegt zwischen 20 paa und 40 pm. Das Gewebe ist vorzugsweise in Köperbindung ausgeführt. Das Gewebe kann auch mit einer weiteren Filterschicht in Form eines Filtervlieses aus Kunststof fmonof ilen ergänzt werden,, welches stromaufwärts vor dem eigentlichen Filtergewebe angeordnet ist.The filter element 5 consists of a fabric, preferably polyester monofilaments with a thread thickness of 30 pm and a mesh size (clear spacing of the threads) of 40 pm or the mesh size is between 20 paa and 40 pm. The fabric is preferably made in twill weave. The fabric can also be supplemented with an additional filter layer in the form of a filter fleece made of plastic monofilaments, which is arranged upstream of the actual filter fabric.
Das Filtergehäuse besteht vorzugsweise aus transparentem Kunststoff z.B. aus Polyester. Das Dichtungsmittel besteht aus Polyurethan, welches sich im Medizinbereich bereits bestens bewährt hat. Die Enden des Filtergewebes, eventuell mit Filtervlies, sind miteinander verschweißt.The filter housing is preferably made of transparent plastic, e.g. polyester. The sealant is made of polyurethane, which has already proven itself in the medical field. The ends of the filter fabric, possibly with filter fleece, are welded together.
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In Fig. 1 wird die sinnvolle Formgestaltung des Filters 1 deutlich. Mit P ist der Patient angedeutet, von dem eine Schlauchleitung 2'· als venöse Leitung direkt in eine Herz-Lungen-Maschine führt. Von der Herz-Lungen-Maschine HLM führt eine Leitung 21 direkt in den untenliegenden Bluteinlaßstutzen 2. Das filtrierte Blut verläßt den Filter 1 durch das Filterelement 5 hindurch durch den Sammelschacht 17 und den horizontal abgehenden Blutauslaß 18, der über eine (arterielle) Schlauchleitung 13' zum Patienten P führt. Ein Abknicken der Schlauchleitungen wird bereits durch die sinnvolle Anordnung der Anschlüsse und 18 verhindert.The sensible design of the filter 1 is clear in Fig. 1. P indicates the patient, from whom a hose line 2'· leads as a venous line directly into a heart-lung machine. A line 2 1 leads from the heart-lung machine HLM directly into the blood inlet connection 2 below. The filtered blood leaves the filter 1 through the filter element 5, through the collection shaft 17 and the horizontally branching blood outlet 18, which leads to the patient P via an (arterial) hose line 13'. The sensible arrangement of the connections 13 and 18 prevents the hose lines from kinking.
Sowohl die unreine Seite 2,3,11',4 als auch die reine Seite 13,16,18 des Filters 1 haben einen eigenen, jeweils an der höchsten Stelle gelegenen Gasauslaß bzw. Gassammeiraum und beide Seiten sind visuell einsehbar, so daß die Sicherheit erheblich erhöht und die Handhabung des Filters 1 verbessert wird, ohne daß dies durch eine größere Anzahl von Einzelteilen erkauft werden müßte.Both the dirty side 2,3,11',4 and the clean side 13,16,18 of the filter 1 have their own gas outlet or gas collection chamber, each located at the highest point, and both sides are visually visible, so that safety is significantly increased and the handling of the filter 1 is improved, without having to pay for this with a large number of individual parts.
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