DK142803B - Anlæg til oxygenering af blod. - Google Patents

Description

(¾ \*α/ (11) FREMLÆGGELSESSKRIFT 1^2803 DANMARK ,5”|η,·αί A ®i 1,1/03 «(21) Ansøgning nr. 5000/73 (22) Indleveret den 11. sep. 1973 (24) Løbedag 11. βθρ. 1973 (44) Ansøgningen fremlagt og fremlaggelsesskriftet offentliggjort den 2. f eb. 1 9δΐ

DIREKTORATET FOR J

PATENT-OG VAREMÆRKEVÆSENET (30> Prioritet begæret fra den

12. sep. 1972, 7232286, FR

<71) SOGIETE DES INDUSTRIES PLASTIQUES - SODIP, 7 Avenue Lionel Terr ay, 69330 Meyzieu, FR.

(72) Opfinder: Andre Sausse, 12 Avenue Franklin Roosevelt, Sceaux, Hauts-de-Seine, FR.

(74) Fuldmægtig under sagens behandling:

Ingeniørfirmaet Budde, Schou & Co._ __ (54) Anlæg til oxygenering af blod.

Den foreliggende opfindelse angår et anlæg til oxygenering af blod, hvilket anlæg er indrettet til at anbringes uden for en patients legeme og i det mindste omfatter en oxygenator og to pumper, hvor hver pumpe enten er peristaltisk eller med rørformet membran og ventiler, og hvor pumperne er serieforbundet på hver sin side af oxygenatoren, idet anlægget er indrettet til at kunne forbindes med patientens karsystem, således at oxygenatoren og pumperne er i strømningsmæssig forbindelse med dette. Et sådant kredsløb tjener til at lette eller erstatte lungefunktionen, hjertefunktionen eller hjerte-lungefunktionen.

Man kender sådanne blodkredsløb med to cirkulationspumper, som er serieforbundet på hver sin side af et med membran forsonet apparat til oxygenering af blod.

2 U2803

Opretholdelsen af et bestemt tryk i oxygenatoren, hvad der er nødvendigt for at holde blodet i form af tynde hinder eller film med konstant tykkelse, kræver imidlertid enten en ledning til delvis recirkulation af arterieblod i oxygenatoren eller komplicerede re-guler ings systerner.

Det er opfindelsens formål at tilvejebringe et anlæg af den omhandlede art, som ved hjælp af to pumper forbinder en oxygenator med en patients karsystem, hvor anlægget fungerer både enkelt og sikkert og frem for alt ikke kræver by-pass til afbalancering af blodstrømningerne.

Dette formål er ifølge opfindelsen opnået ved, at hver pumpes pumpekammer har et mellem to grænseværdier liggende effektivt indre volumen, som i det væsentlige er proportionalt med blodtrykket ved pumpens indløb, hvorhos dette effektive indre volumen har sin største værdi for den ved oxygenatorens indløb anbragte pumpe og sin mindste værdi for den ved oxygenatorens udløb anbragte pumpe ved et blodtryk ved den respektive pumpes indløb i intervallet ^20 mm Hg i forhold til det atmosfæriske tryk.

Ved en udførelsesform kan anlægget ifølge opfindelsen være ejendommeligt ved, at de to pumper er forsynet med drivorganer for samtidig drift. Herved opnås en simplificering af styringen, fordi den gennemsnitlige blodmængde for de to pumper er den samme, samtidig med, at driften bliver særlig økonomisk.

Ifølge opfindelsen kan det effektive, indre volumen i den ved oxygenatorens indløb anbragte pumpe have sin største værdi ved et ved pumpens indløb herskende blodtryk, som er lavere end det atmosfæriske tryk. Herved kan et for stort tryk i patientens blodårer undgås.

Ifølge opfindelsen kan det effektive indre volumen i den ved oxygenatorens udløb anbragte pumpe være mindst ved et ved pumpens indløb herskende blodtryk, som er højere end det atmosfæriske tryk. Herved kan der i oxygenatoren opretholdes et altid nøjagtigt styret blodtryk.

Ifølge opfindelsen kan den største effektive udstrømningskapacitet for den ved oxygenatorens udløb anbragte pumpe være større end den største effektive udstrømingskapacitet for den ved oxygenatorens indløb anbragte pumpe. Dette betyder, at den ved udløbet anbragte pumpe uden risiko kan arbejde med fuld kapacitet.

Ifølge opfindelsen kan den mindste effektive udstrømningskapacitet for den ved oxygenatorens udløb anbragte pumpe være mind- 3 142803 re end den mindste effektive udstrømningskapacitet for den ved oxy-genatorens indløb anbragte pumpe. Herved opnås, især i kombination med den netop nævnte udførelsesform for opfindelsen, at man med sikkerhed kan opretholde det mindste blodtryk i oxygenatoren i det ønskede tidsrum.

Ifølge opfindelsen kan i det mindste den ene af de to pumper, som er serieforbundet på hver sin side af oxygenatoren, være en peristaltisk pumpe, hvis udstrømning påvirkes af den indsugede væskes tryk. Herved kan man undgå dels lungeødemer, dels årekollaps .

Ifølge opfindelsen kan i det mindste den ved blodoxygena-torens udløb anbragte pumpe være en pumpe med rørformet membran og ventiler. Herved kan man særlig godt støtte hjertefunktionen.

Ifølge opfindelsen kan de to serieforbundne pumper være af peristaltisk type og være forsynet med ens rotorer, som er monteret på samme aksel, der af en enkelt motor drives med indstillelig hastighed. Også herved kan hjertefunktionen støttes, og konstruktionen er enkel.

Ifølge opfindelsen kan den første, ved oxygenatorens indløb anbragt pumpes rør i hvilestilling have cirkulært tværsnit, og røret for denanden, ved oxygenatorens udløb anbragt pum pes vedkommende kan have et i det væsentlige elliptisk tværsnit, hvorhos den indvendige omkreds af den sidstnævnte p urap es rør kan være større end den indvendige omkreds af den førstnævnte pumpes rør. Denne konstruktion er særlig enkel og arbejder særlig effektiv og økonomisk.

Opfindelsen vil i det følgende blive nærmere forklaret under henvisning til tegningen, idet fig. 1 skematisk viser en udførelsesform for anlægget ifølge opfindelsen, fig. 2 en karakteristisk kurve over strømningen som funktion af trykket i en peristaltisk pumpe, som kan anvendes i anlægget ifølge opfindelsen, og fig. 3 karakteristiske kurver over strømningen som funktion af trykket i to pumper anbragt på hver sin side af oxygenatoren.

Med blodoxygenator menes i nærværende beskrivelse et apparat til udveksling af åndingsgasser, dvs. oxygen, kuldioxid, vanddamp og nitrogen, og eventuelt gasser eller dampe med medicinske og/eller anæstetiske virkninger. Apparatet kan også være en varmeveksler.

4 142803

Af fig. 1 fremgår, at det uden for legemet beliggende blodkredsløb forbinder et apparat 1 af i sig selv kendt art til oxygene-ring af blod, hvilket apparat indeholder i det mindste én membran 2, med et vene-arteriesystem hos en patient.

En kanyle 3 indføres f.eks. i den nedre hulvene. Man anvender fortrinsvis en kanyle, som ved sin ende har en ikke lukkende udvidelse. Denne udvidelse kan bestå af tre elastiske, radiale forgreninger 5, som trykker mod venevæggene og holder disse lokalt adskilt, så at kanylens åbning frilægges. En sådan kanyle forhindrer afspærring af venen og forhindrer begrænsning af udstrømningen fra venen. Forgreningerne kan med fordel være sammentrykke-lige, så at man kan indføre kanylen gennem en sidevene 4 med mindre diameter, f.eks. lårvenen, som er overskåret med dette for øje.

Kanylen 3 er tilsluttet oxygenatoren l's indløb gennem en bøjelig ledning 7, eksempelvis af silicone-elastomer, på hvilken en første pumpe 6 af peristaltisk type eller med rørformet membran og klapper, også kaldet ventrikulærpumpe, er anbragt.

En bøjelig ledning 11, ligeledes af silicone-elastomer, forbinder oxygenatoren l's udløb med en i en arterie 9 indført kanyle eller fortrinsvis med en tragtformet protese 8, som er fast-syet til arterien, fortrinsvis en lårarterie. På ledningen 11 er anbragt. en anden pumpe 10, ligeledes af peristaltisk type eller med rørformet membran og klapper.

Arterien er på hensigtsmæssig måde åbnet i længderetningen, og protesen 8 er fastsyet i skrå stilling i hullets kanter, hvorved hældningen er lagt i den foretrukne strømningsretning. Protesens to sider skilles fra hinanden under påvirkning af arterietrykket. Efter at protesen er fjernet, lukkes hullet i arterien på sædvanlig måde.

En peristaltisk hjælpepumpe 13, som er tilsluttet pumpen 6's sugeledning 7, gør det muligt at dræne den resterende del af venen 4, at indføre yderligere blod i det uden for legemet beliggende kredsløb fra en blodkilde såsom en flaske 16 til kompensation af eventuelle blodtab, og eventuelt at indføre lægemidler i flydende form, f.eks. heparin.

Da det som eksempel viste blodkredsløb uden for legemet er af vene-arterietype, er det nødvendigt at regulere tre forskellige tryk, nemlig blodtrykket ved indløbet til pumpen 6, trykket i oxygenatoren og patientens arterietryk for at holde disse tryk på ønskede værdier.

5 142803

Et manometer 17 er anbragt på ledningen 7 i umiddelbar nærhed af pumpen 6's indløb. Dette manometer måler på hensigtsmæssig måde blodtrykket gennem den bøjelige ledning 7's vægge, hvad der mindsker risikoen for, at blodet koagulerer. Som manometer kan man anvende det i fransk patentskrift nr. 2.163.936 beskrevne manometer. På grundlag af oplysning om blodtrykket ved passagen ind i pumpen 6 er det muligt at beregne blodstrømningen, som det vil fremgå af det følgende.

Et manometer 14 gør det muligt at kontrollere blodtrykket i oxygenatoren. Et manometer 21, som måler patientens arterietryk, gør det desuden muligt at holde dette på ønsket niveau ved efter behov enten at påvirke blodets volumen ved hjælp af flasken 16 og pumpen 13 eller at påvirke patientens karmodstand.

Blodet bør indføres i patienten ved en temperatur, som ligger nær 37°C. Med dette for øje anbringer man, f.eks. på ledningen 11, organer til genopvarmning af blodet og regulering af dets temperatur. Genopvarmningsorganerne kan hensigtsmæssigt bestå af et varmeelement med en elektrisk modstand 18, som omgiver ledningen 11 eller fortrinsvis er indsat i dennes væg. Dette varmelegeme er eksempelvis af den i fransk patentskrift nr. 2.165.269 beskrevne art.

Man benytter gerne to temperaturfølere 19 og 20 af kendt type og anbragt i strømningsretningen henholdsvis efter og i niveau med varmelegemet 18. Føleren 19 gør det muligt at kontrollere og eventuelt at regulere blodets genopvarmning. Føleren 20 gør det muligt at undgå lokale overhedninger af blodet, som ville kunne indtræffe ved en formindskelse af blodstrømningen eller et midlertidigt stop.

De indervægge i blodkredsens forskellige organer, navnlig pumpekammer, kanyler og forbindelsesledninger, som er i berøring med blodet, har fortrinsvis en glat, organisk siliciumforbindelse anbragt som overtræk ved hjælp af den i tysk offentliggørelses-skrift nr. 2206608 beskrevne fremgangsmåde.

Blodkredsløbets virkemåde er i skematisk fremstilling følgende: Venøst blod strømmer fra den nedre hulvene, hvor det har et tryk, som ligger nær det atmosfæriske tryk, gennem kanylen 3 og ledningen 7 frem til den første peristaltiske pumpe 6. Denne pumpe 6 pumper blodet ind i oxygenatoren 1 med et tryk, som er tilstrækkeligt til at overvinde trykfaldet i apparatet. Oxygena-torens blodkamre holdes fyldt, og blodfilmenes tykkelse holdes i hovedsagen konstant, hvorved blodtrykket holdes inden for et forudbestemt, på manometeret 14 angivet interval. Det oxygenerede blod fjer- 6 142803 nes fra oxygenatoren ved hjælp af den anden peristaltiske pumpe 10, som forøger blodtrykket til en værdi, der muliggør indføring af blodet i patientens arteriesystem gennem protesen 8 efter passende genopvarmning i ledningen 11.

Den gennemsnitlige blodstrømning, som er fælles for de to pumper, leveres af patientens vener. Denne strømning bør kunne variere på en sådan måde, at enhver øgning af venetrykket forhindres, idet dette ville kunne forårsage problemer for patienten, især akut lungeødem. Por at undgå dette er det formålstjenligt at forøge strømningen gennem pumperne 6 og 10. Derimod formindsker man pumpestrømningen, hvis venetrykket bliver for lavt, hvad der kunne bevirke kollaps af venerne eller af venøse hulrum.

Til dette formål benytter man pumper, hvis pumpekammer har et indvendigt volumen, som varierer med blodets tryk ved indløbet, hvilket sædvanligvis ikke er tilfældet for pumper af peristaltisk type eller pumper roed rørformet membran og klapper. Ifølge opfindelsen benytter man pumper, som inden for det anvendte interval for blodtrykket ved pumpeindløbet har et effektivt indre volumen, som i hovedsagen er proportionalt med blodtrykket ved pumpeindløbet.

Som peristaltiske pumper anvender man fortrinsvis sådanne pumper, som beskrives i fransk patentskrift nr. 2.063.677.

De to serieforbundne peristaltiske pumper drives sædvanligvis synkront, med samme hastighed eller med forskellige hastigheder, for at give samme gennemsnitlige strømning. Fortrinsvis roterer de altid med samme indbyrdes hastighed, og de er derfor hensigtsmæssigt monteret på samme drivaksel. Hastigheden kan være indstillelig, men det er ofte af interesse at holde en konstant hastighed.

De peristaltiske pumper kan også drives med indbyrdes ens hastighed ved hjælp af hver sin motor, hvorved begge motorer har . samme hastigheds/spændings-karakteristika, og idet begge motorer forsynes fra en fælles spændingskilde, som kan være fast eller regulerbar.

Man kan desuden anvende pumper med rørformet membran og ventiler, derunder en indløbsventil, hvis funktion kan være automatisk, dvs. fremkaldt af fluidets passage til pumpens indre, eller fortrinsvis vilkårligt styret, f.eks. ved en pneumatisk indvirkning, som opnås ved hjælp af en pulsgenerator. Den styrede udløbsventil kan være af samme type som indløbsventilen. Disse pumper kan være forbundet enten med forskellige pulsgeneratorer, som er synkroniseret på samme frekvens, eller fortrinsvis med en fælles pulsgenerator.

7 142803

De i fig. 1 viste peristaltiske pumper består hensigtsmæssigt af et bøjeligt peristaltisk rør af en silicone-elastomer, hvilket rør er udspændt mellem to faste punkter, og roterende ruller. Det peristaltiske rør har sædvanligvis mellem rullerne et eliptisk tværsnit, som er mere eller mindre affladet afhængigt af trykket ved pumpeindløbet. Ved konstant hastighed er strømningen en funktion af trykket ved pumpeindløbet, hvilket tydeligt fremgår af den i fig. 2 viste karakteristiske kurve over strømningen som funktion af sugetrykket i en sådan pumpe.

Det vil ses, at pumpen ved et driftstryk pA ved pumpeindløbet, som ligger mellem to grænseværdier p^ og p^, giver en strømning Qa mellem to grænseværdier og (^. Strømningen er i dette interval i det væsentlige proportional med indløbstrykket pA· I den følgende del af beskrivelsen betegner pffl og p^ det mindste effektive tryk henholdsvis det største effektive tryk, ved pumpeindløbet. På samme måde betegner og QM tilsvarende mindste, henholdsvis største, effektive strømning.

Den mindste effektive strømning opnås, når indløbstrykket er tilstrækkelig lavt til, at røret trykkes sammen, hvorved dets modstående vægge presses mod hinanden, så at rørets tværsnit får form som en håndvægt, hvorved der opnås forøget modstand mod yderligere deformation. Går man derudover, afflades røret yderligere, men under indvirkning af meget lavere sugetryk ved pumpeindløbet, hvad der svarer til en brat ændring af kurvens hældning, idet det er nødvendigt at formindske trykke i rørets indre mere og mere for at opnå en mindre lysning og dermed en mindre gennemstrømning Q.

Rørets diameter forudsættes fra begyndelsen at være elliptisk. Ved regelmæssigt tiltagende tryk vil rørets tværsnit antage en mere og mere cirkulær form, og derefter forblive cirkulært. Dette betyder, at den største effektive strømning QM opnås, når indløbstrykket er tilstrækkelig højt til, at rørets tværsnit bliver cirkulært. Overskrides denne grænse, så kan rørets tværsnitsareal kun øges ved, at røret udvides, hvad der kræver betydeligt højere tryk og ligeledes svarer til en brat ændring af kurvens hældning.

I det i fig. 1 viste blodkredsløb varierer pumpen 6's strømning for et givet niveau i afhængighed af venetrykket. Da venetrykket i niveau med kanylen 3 ligger nær det atmosfæriske tryk, og da blodtrykket ved indløbet i pumpen 6 adskiller sig fra venetrykket med værdierne af tryktabene i den mellemliggende ledning 7, delvis kompenseret med niveauforskellen mellem kanylen 3 og pumpen 6, er blod- 8 142803 trykket ved pumpeindløbet sædvanligvis lavere end atmosfærens tryk. Man vælger følgelig en pumpe 6, hvis karakteristiske strømnings-tryk-kurve strækker sig i en zone, som fortrinsvis går fra tryk under atmosfæretrykket op til dette tryk. I fig. 3 vises den karakteristiske kurve for pumpen 6. Den effektive zone af kurven ligger mellem Bm og llv‘orved grænse trykkene pfflg og p^g i det viste tilfælde begge er lavere end atmosfæretrykket, som ligger på værdien 0 på abscissen eller i punktet 0. Trykket pMg er ligesom den største strømning proportionalt med pumpen 6's rotationshastighed.

Det er formålstjenligt, at det største effektive tryk p^g er noget lavere end atmosfæretrykkei^ almindeligvis mindre end 20 mm Hg og fortrinsvis mindre end 10 mm Hg under det atmosfæriske tryk. Man tilvejebringer denne tilstand med en pumpe, hvis tyndvæggede peristaltiske rør i hvile har cirkulært tværsnit (mellem rullerne,, hvis det drejer sig om en roterende pumpe med ruller som den i fig. 1 viste). Dette tværsnit er det størst mulige og muliggør en største effektiv strømning Ved et blodtryk p^ ved indløbet i pumpen 6, som ligger mellem grænseværdierne pfflg og Pjyjg og under atmosfæretrykket, har det peristaltiske rør et elliptisk tværsnit med mindre areal end arealet af det cirkulære tværsnit med samme omkreds, og den tilsvarende strømning er Qg.

Når trykket Pg bliver lig med det mindste effektive tryk p^g, afflades det peristaltiske rør yderligere, og dets tværsnitsareal nærmer sig 0, hvorved strømningen reduceres til den mindste effektive strømning Q^g.

Pumpen 10, som er serieforbundet med pumpen 6, leverer nøjagtigt samme gennemsnitlige strømning. Pumpen 10's strømning bestemmes altså af pumpen 6, som atter er afhængig af venetrykket. Pumperne 6 og 10 er i reglen anbragt på omtrentligt samme niveau som oxygeneratoren. Det af pumperne 6 og 10 og oxygena-toren bestående aggregat er sædvanligvis anbragt højdeindstilleligt under patienten, så at man delvis kan kompensere tryktabene i strømningsretningen foran pumpen og således indstille blodstrømningen på ønsket middelværdi.

Det er nødvendigt at holde blodtrykket i oxygenatoren inden for et forudbestemt trykinterval, for at blodfilmen skal kunne have i hovedsagen konstant tykkelse under sin berøring med membranen og for at muliggøre en kontrolleret trykgradient gennem membrantykke Isen.

9 142803 I en af en stabel membraner afvekslende roed mellemlægsplader bestående oxygenator kan man således vilkårligt opretholde det relative blodtryk, som måles ved hjælp af manometeret 14, inden for et forudbestemt interval, f.eks. mellem 0 og 200 mm Hg.

Dersom man i denne oxygenator holder oxygentrykket under det atmosfæriske tryk, er trykdifferensen mellem blodet og oxygentrykket altid positiv, hvad der muliggør brug af mikroporøse membraner med høj gaspermeabilitet, hvilke membraner desuden muliggør en god afgasning af blodet, endog i tilfælde af skumdannelse eller dersom der forekommer små bobler. Apparatet tjener herved som sikkerhedsafgasningsorgan. De i fransk patentskrift nr. 15681^0 beskrevne membraner er særlig velegnede til dette formål. Opretholdelsen af denne positive trykdifferens gør det desuden muligt at undgå, at membranerne ved et uheld klæber fast til hinanden i en sammenklæbning, som vanskeligt kan ophæves.

Hvis blodtrykket i alt for høj grad oversteg oxygentrykket, ville blodet kunne gennembryde membranen eller overvinde de mikroporøse membraners væsketæthed og trænge gennem membranerne, f.eks. ved et tryk på 800 mm Hg.

Blodtrykket i oxygenatoren kan holdes inden for et valgt interval ved hjælp af pumpen 10, hvis karakteristiske strøm-nings-trykkurve strækker sig i en trykzone, som hovedsageligt ligger over atmosfæretrykket. I fig. 3 vises den karakteristiske kurve for pumpen 10. Kurvens effektive zone ligger mellem punkterne Cm og CM, og de tilsvarende grænsetryk Pm^Q og Pj^q er i dette tilfælde begge højere end atmosfæretrykket.

Det er formålstjenligt, at det mindste effektive tryk pml0 er lig med eller noget højere end atmosfæretrykket, i reglen mindre end 20 mm Hg og fortrinsvis mindre end 10 mm Hg over atmosfæretrykket. Man tilvejebringer denne tilstand med en pumpe, hvis peristal-tiske rør i hvile har et affladet tværsnit. Dette tværsnit er så godt som minimalt og tillader en mindste effektiv strømning Pumpen 10 har et peristaltisk rør med ganske tynde vægge, for at den største effektive strømning skal kunne opnås ved et største effektivt tryk PM1Q, som sædvanligvis er mindre end 200 mm Hg og fortrinsvis ca. 50 mm Hg over atmosfæretrykket. Por hver strømning, som påtvinges af pumpen 6, får pumpen 10's peristaltiske rør således et mere eller mindre affladet tværsnit svarende til tryk ved oxygenatorens udløb mellem 0 og f.eks. 50 nun Hg over atmosfæretrykket. Det største tryk ved oxygenatorens indløb afhænger ίο 142803 af tryktabene i apparatet, i reglen under 100 mm Hg for blodstrømninger af størrelsesordenen 600 ml/min i en oxygenator med overfladen 0,5 m2.

For at man kan være sikker på, at det gennemsnitlige blodtryk i oxygenatoren i ethvert øjeblik forbliver inden for det ønskede interval må to betingelser opfyldes samtidigt.

Den første betingelse er, at den største effektive strømning for pumpen 10, som i strømningsretningen findes bag oxygenatoren, er større end den tilsvarende strømning for pumpen 6 foran oxygenatoren .

Da pumperne 6 og 10 ifølge opfindelsen sædvanligvis drives således, at de arbejder samtidigt, og står stille samtidigt, kan dette vilkår opfyldes på enhver af følgende måder:

Man kan drive pumpen 10 med en højere hastighed end pumpen 6, hvorved forholdet mellem hastighederne er fast. Man kan, hvor det gælder en peristaltisk pumpe med rotor, forsyne pumpen 10 med en rotor, som har større diameter end pumpen 6's rotor. Fortrinsvis forsynes begge pumper med identiske rotorer, som roterer med identisk hastighed på grund af, at de har fælles aksel, og disse rotorer påvirker forskellige rør, hvorved den indvendige omkreds af tværsnittet i pumpen 10's rør er større end den indvendige omkreds af tværsnittet i pumpen 6's rør. Naturligvis kan man kombinere disse forskellige måder med hinanden.

Den anden betingelse er, at den mindste effektive strømning for pumpen 10 i strømningsretningen efter iltningsapparatet er mindre end den mindste effektive strømning for pumpen 6 før oxygenatoren.

For at opfylde denne betingelse kan man til pumpen 10 vælge et rør med vægge, som er mere bøjelige end væggene i pumpen 6's rør. Tværsnittet af pumpen 10's rør, som er affladet ved et tryk nær atmosfæretrykket, har således form som en håndvægt med mindre overflade end tværsnittet af pumpen 6rs rør ved det mindste effektive tryk oven for denne pumpe. Til pumpen 10 vælger man et rør, som i hvile i hovedsagen er fladt, og som for i fornødent fald at kunne antage håndvægtform er mere elastisk end pumpen 6's rør, som i hvile har cirkulær form. Man kan til pumpen 10 benytte et rør med tyndere vægge end til pumpen 6 og kombinere tynde vægge og flad form.

Man kan således konstatere, at man ifølge opfindelsen på én gang kan opfylde begge de ovenfor angivne krav.

Når man i praksis opnår en stabil tilstand, og strømningen i det uden for legemet beliggende kredsløb er tilfredsstillende, er det n 142803 for at mindske forstyrrelser i blodets tilstand hensigtsmæssigt at reducere hastigheden af pumpen 6, så at dens virkelige strømning bliver ca. 4/5 af den største strømning. Man udnytter til dette formål manometeret 17's udslag, som gør det muligt at beregne den virkelige strømning.

Man benytter fortrinsvis peristaltiske pumper til at støtte hjerte- eller hjerte-lungefunktionen. Når det gælder lettelse af hjerte-lungefunktionen, kan man imidlertid befrygte en konkurrence mellem den mere eller mindre pulserende strømning fra sådanne pumper og den strømning, der skyldes patientens hjerteslag.

Ønsker man at drage fordel af den diastoliske fase ved at injicere blodet fra det uden for legemet beliggende kredsløb og undgå konkurrence mellem dette og hjertet, foretrækker man derfor at anvende pumper, hvis strømning kan synkroniseres med hjertets cyklus. Sådanne pumper vælges sædvanligvis blandt til blodcirkulation egnede membranpumper. Disse pumper er kendt under betegnelsen ventrikulær-pumper eller pumper med rørformet membran og ventiler. Man kan passende anvende pumper som de i fransk patentskrift nr. 2.175.274 beskrevne.

Disse pumper er forsynet med på egnet måde styrede ventiler anbragt henholdsvis i strømningsretningen før og efter. Det største volumen af det arterielle hulrum, som danner pumpen 10, er højst 50% og fortrinsvis højst 20% større end det største volumen af det venøse hulrum, som danner pumpen 6. Disse pumpers pumpekamre, som sædvanligvis er stive, er på hensigtsmæssig måde i modsatte faser forbundet med én og samme pulsgenerator.

Systolens begyndelse kan indledes enten ved et elektrokardiograf isk signal eller fortrinsvis ved, at patientens arterietryk falder under en bestemt tærskelværdi. Reguleringen af den ene eller den anden pumpes sugetryk og pumpetryk kan ske ved regulering af det gasformige drivfluidums tryk. Man genfinder en arbejdsmåde, som kan sammenlignes med de peristaltiske pumpers, hvis strømning er en funktion af det i strømningsretningen overfor liggende tryk.

Det er endog muligt lige som ved disse sidste at gardere sig mod indsprøjtning af luft ved at anbringe pumperne lodret, hvorved blodet gennemstrømmer pumperne oppefra nedefter, og luften således befinder sig indespærret i niveau med indløbsklappen, som kan være ikke strengt tætsluttende.

Anvendelsen af to pumper med rørformet membran og klapper og en fluidumpulsgenerator, som denne er beskrevet i fransk patent- 12 142803 skrift 2.174.342, er særlig fordelagtig ved genoplivning i ambulance eller helikopter, idet dette apparatur ikke kræver elektrisk energi, men kan fungere ved ekspansion af det oxygen, som benyttes til oxy- 3 genatoren. Med en oxygenflaske på 0,5 cm er selvstyringen tilfredsstillende samtidig med, at vægten og pladsbehovet er minimale.

I det foregående er et med en patients vene-arteriesystem forbundet aggregat beskrevet, men samme aggregat er også anvendeligt til vene-vene-cirkulation eller arterie-vene-cirkulation uden for legemet.

Det uden for legemet beliggende kredsløb kan omfatte flere parallelkoblede hjælpeaggregater, hvert bestående af et blodiltningsapparat med en pumpe 6 på den ene og en pumpe 10 på den anden side. Sådanne hjælpeaggregater tilsluttes hovedkredsløbet gennem ventiler 22 og 23 se fig. 1. De kan indkobles eller kortsluttes for hurtigt at tilfredsstille forskellige behov hos patienten.

Eftersom man i det uden for legemet beliggende kredsløb ifølge opfindelsen benytter pumper, som giver en meget ubetydelig hæmolysegrad, og da man undgår enhver direkte recirkulering af blod, kan apparatet meget vel benyttes i lang tid. Som følge af, at pumperne er selvregulerende, besidder kredsløbet egenskaberne enkelhed, pålidelighed og sikkerhed i betydelig grad, især sikkerhed imod indsprøjtning af luft. Pumperne virker som gasfælder.

Når blodoxygenatoren er udrustet med mikroporøse membraner og gennemstrømmes af en gasstrøm med et tryk, som er lavere end atmosfæretrykket> kan det fjerne gasbobler, som eventuelt indføres i blodet, før dette strømmer ind i oxygenatoren, og dette desto bedre, jo finere boblerne er. Når oxygenatoren fungerer på denne måde, opfører det sig bedre end de sædvanligvis anvendte gasfælder, som virker ved tyngdekraft eller opdrift, idet disse arbejder bedre, jo større boblerne er. Under disse særlig gunstige betingelser kan man derfor afstå fra at anvende en sådan gasfælde i kredsløbet.

Egenskaberne hos kredsløbet ifølge opfindelsen og de dermed forbundne fordele fremgår endnu tydeligere af følgende udførelseseksempler: 13 142803

Eksempel 1.

Det benyttede kredsløb svarer til det i fig. 1 viste med undtagelse af drivorganerne for pumperne 6 og 10. De hastigheder, hvormed pumperne drives, kan reguleres mellem 0 og 40 o/min ved hjælp af jævnstrømsmotorer, som forsynes fra en fælles spændingskilde. Pumperne 6 og 10 er af den i fransk patentskrift nr. 2.063.677 beskrevne art. De peristaltiske rør består af silicone-elastomer. Pumpen 6's rør har en indvendig diameter på 10 mm og en udvendig diameter på 12,6 mm. Periferien af rotoren, som har tre ruller, beskriver en cirkel med diameteren 140 mm. Pumpen 10’s rør har en indvendig diameter på 11,25 mm og en yderdiameter på 14,1 mm, mens rotorens periferi beskriver en cirkel med diameteren 140 mm. Pumpen 10 er anbragt 50 cm oven over oxygenatoren. Denne sidste består af to indentiske aggregater, hvert indeholdende 16 mikroporøse membraner og syv mellemplader stablet og fastspændt mellem to endeplader. Apparatet er af den i fransk patentskrift nr. 1597874 be- 2 skrevne art. Udvekslingsarealet er 1 m . Under permanent drift er blodets trykfald i apparatet 50 mm Hg.

Dette kredsløb benyttedes til understøtning af en patients hjerte-lungefunktion over en periode på 12 timer. Ved behandlingens afslutning konstaterede man^ at blodets hæmolysegrad var mindre end 0,5$. Blodtrykket ioxygenatorens indre blev holdt indenfor intervallet 50-150 mm Hg. Ved en gennemsnitlig blodstrømning på 800 ml/min var overføringen af ilt 40 ml/min og af kuldioxid 60 ml/min.

Eksempel 2.

Kredsløbet og pumperne 6 og 10 er de samme som i eksempel 1 og svarer til fig. 1. Pumperne 6 og 10's rotorer er monteret på en fælles aksel, som drives af en eneste motor 12 med en hastighed, som kan reguleres mellem 0 og 40 o/min. Hver rotor har tre ruller, som er anbragt med en vinkelforskydning på 120°, og de to rotorer er vinkelforskudt 60° i forhold til hinanden.

Pumpen 6's rør har i hviletilstand cirkulært tværsnit.

Røret har en indvendig diameter på 15,8 mm og en udvendig diameter på 20 mm. Pumpen 10's rør har i hviletilstand elliptisk tværsnit. Ellipsens indvendige storakse og lilleakse er 24 resp. 4 mm. Ved deformering under tryk får dette rør et cirkulært tværsnit med en 14 142803 indvendig diameter på l6,8 mm og en udvendig diameter på 20v.mm.

Den effektive diameter af pumperne 6 og 10's rotorer er 190 mm. oxygenatoren har et membranareal på 3 m .

Med dette apparatur erstatter man partielt en voksen patients hjerte-lunge-virksomhed i 52 timer. Man regulerer blodstrømningen til en middelværdi af 2 l/min og konstaterer, at den gennemsnitlige overføring af ilt er 130 rol/min og af kuldioxid 150 ml/min. Trykbetingelserne og hæmolysebetingelserne er de samme som i eksempel 1. Et andet apparatur er brugsklart for det tilfælde, at overføringsværdierne skulle vise sig momentant utilstrækkelige.

Claims (8)

142803 15 Patentkrav.

1. Anlæg til oxygenering af blod, hvilket anlæg er indrettet til at anbringes uden for en patients legeme og i det mindste omfatter en oxygenator og to pumper, hvor hver pumpe enten er peri-staltisk eller med rørformet membran og ventiler, og hvor pumperne er serieforbundet på hver sin side af oxygenatoren, idet anlægget er indrettet til at kunne forbindes med patientens karsystem, således at oxygenatoren og pumperne er i strømningsmæssig forbindelse med dette, kendetegnet ved, at hver pumpes pumpekammer har et mellem to grænseværdier liggende effektivt indre volumen, som i det væsentlige er proportionalt med blodtrykket ved pumpens indløb, hvorhos dette effektive indre volumen har sin største værdi for den ved oxygenatorens indløb anbragte pumpe og sin mindste værdi for den ved oxygenatorens udløb anbragte pumpe ved et blodtryk ved den respektive pumpes indløb i intervallet - 20 mm Hg i forhold til det atmosfæriske tryk.

2. Anlæg ifølge krav 1, kendetegnet ved, at de to pumper er forsynet med drivorganer for samtidig drift.

3. Anlæg ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at det effektive, indre volumen i den ved oxygenatorens indløb anbragte pumpe har sin største værdi ved et ved pumpens indløb herskende blodtryk, som er lavere end det atmosfæriske tryk.

4. Anlæg ifølge ethvert af kravene 1, 2 eller 3, kendetegnet ved, at det effektive indre volumen i den ved oxygenatorens udløb anbragte pumpe er mindst ved et ved pumpens indløb herskende blodtryk, som er højere end det atmosfæriske tryk.

5. Anlæg ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at den største effektive udstrømningskapacitet for den ved oxygenatorens udløb anbragte pumpe er større end den største effektive udstrømningskapacitet for den ved oxygenatorens indløb anbragte pumpe.

6. Anlæg ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at den mindste effektive udstrømningskapacitet for den ved oxygenatorens udløb anbragte pumpe er mindre end den mindste effektive udstrømningskapacitet for den ved oxygenatorens indløb anbragte pumpe.

7. Anlæg ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at i det mindste den ene af de to pumper, som er serieforbundet på hver sin side af oxygenatoren, er en peristaltisk pumpe, hvis udstrømning påvirkes af den indsugede væskes tryk.

8. Anlæg ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at i det mindste den ved blodoxygenatorens udløb an-