WO2004098678A1 - Tragbare herzlungenmaschine - Google Patents

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WO2004098678A1
WO2004098678A1 PCT/EP2004/004559 EP2004004559W WO2004098678A1 WO 2004098678 A1 WO2004098678 A1 WO 2004098678A1 EP 2004004559 W EP2004004559 W EP 2004004559W WO 2004098678 A1 WO2004098678 A1 WO 2004098678A1
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heart
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PCT/EP2004/004559
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Karsten Kirchhof
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Lifebridge Medizintechnik Gmbh
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    • A61M2205/82—Internal energy supply devices
    • A61M2205/8206—Internal energy supply devices battery-operated

Definitions

  • the invention relates to a mobile heart-lung machine for maintaining the circulation.
  • venous blood which is poor in oxygen is drawn from the heart with a cannula and fed to an oxygenator with a blood pump.
  • the oxygenator which acts as an artificial lung, the blood is enriched with oxygen and C0 2 is removed.
  • the oxygen-rich arterial blood is then returned to the patient's circulation after cleaning in an arterial filter through a cannula.
  • Such heart-lung machines are used for stationary use in hospitals.
  • a heart-lung machine which has a supporting structure for mobile use, which is provided with carrying handles at the front and rear, is constructed in a bridge shape and is provided with feet projecting downwards.
  • Appropriate fastening means are provided for fixing all components of the heart-lung machine.
  • the functionally important elements are arranged so that they are freely accessible and are therefore not protected against damage, which can impair the functionality even during use.
  • the machine must always be carried by two people.
  • a mobile heart-lung machine with a tube set which consists of a loop for supplying blood to an artery, a second loop for removing blood from a vein, a venous reservoir, an oxygenator , a blood pump, preferably in the form of a roller pump, and an oxygen dispenser, the oxygen dispenser being an oxygen concentrator which is connected to the pump on the drive side.
  • the machine has regulators for the oxygen concentrator and the delivery rate of the pump as well
  • DE 199 05 937 discloses a mobile heart-lung machine which consists of two modules, the blood-carrying elements being accommodated in one module and the drive and control elements being accommodated in the other module.
  • the object underlying the present invention is therefore the object of the present invention
  • heart-lung machine (hereinafter abbreviated as "heart-lung machine") that is suitable for mobile use.
  • heart-lung machine it is a task of the present the invention to provide a heart-lung machine that can be carried and handled by a person.
  • Another task is that the heart-lung machine is constructed in such a way that the individual elements can be easily replaced and the heart-lung machine can thus be easily and quickly prepared for the next use after use.
  • the present invention provides a heart-lung machine which can be used by a person and can be used independently of external power sources, consisting of at least three modules (1, 2, 3), a first module (1) which is necessary for the functioning of the heart-lung machine has blood-carrying components, a second module (2) has a pump drive (9), measuring and control electronics (11) and a third module (3) has a programming unit (14), the second module with the first and the third module is functionally connected.
  • the modular construction of the heart-lung machine ensures that the heart-lung machine can be disassembled and reassembled quickly and easily.
  • the heart-lung machine is preferably divided into 3 functional units (modules).
  • the functional unit in which the blood-touching built-in parts, such as reservoir (4), pump head (5), oxygenator (6) with heat exchanger (7) or arterial filter (8), can be installed is referred to here as the patient module (1).
  • the functional unit, in which the pump drive (9) with mechanical hand crank (10), the essential part of the sensor system (11) and a backup battery (12) are housed, is called the control module (2).
  • the basic unit with user interface (13) e.g. touchscreen
  • a computer e.g. a small PC
  • a main power supply e.g. a PC
  • module in the present invention means a unit in which the respective parts are stably attached to a carrier.
  • this carrier can be a frame.
  • an open or closed housing is preferred.
  • the individual parts of the unit are Although it is stably connected to the support and / or stably connected to one another, the connection is detachable.
  • the connections are preferably plug-in connections. All functional parts are preferably located in one housing so that they are protected against mechanical damage. Less sensitive parts can
  • the structure of the modules is only restricted to the extent that the individual modules, on their own or in a combination of two or three modules, must have the property of being able to be carried by one person must not be bulky.
  • the size of the heart-lung machine preferably corresponds approximately to that of a large briefcase, and the weight preferably does not exceed 20 kg.
  • the heart-lung machine has the task of maintaining and / or replacing the cardiopulmonary circulation.
  • a heart-lung machine usually consists of a venous supply of the patient's blood, a reservoir for volume compensation, a blood pump to actively support the blood circulation, an oxygenator for oxygenation and CO 2 removal, a heat exchanger for temperature control (heating or cooling) of the blood temperature, an arterial filter with bypass for filtering the blood, valves for switching an internal circuit, and an arterial line to supply the patient with blood again.
  • the internal bypass is required to connect the device to the patient circuit before connecting it to the patient circuit
  • the internal volumes must be kept extremely small so that the volume of the blood substitute can be kept as low as possible.
  • the control module is preferably preassembled and tested together with the patient module, so that the potential user receives a functional unit in cassette form that only fits on the base module must be put on and locked.
  • the cassette with the parts that come into contact with the blood such as venous supply of the patient's blood, reservoir, blood pump, oxygenator, arterial filter with bypass and valves, is separated from the control module and disposed of after use.
  • the control module itself is returned to the manufacturer for reprocessing.
  • the patient data stored in the control module and in the base module can be read out via a corresponding data line / interface and made available to the treating clinic for the patient file or for statistical purposes.
  • the procedure described above ensures that the setup is carried out without errors.
  • the source of error "on-site assembly" under difficult conditions is thus essentially limited to filling and venting the heart-lung machine.
  • the necessary software to control and regulate all processes and procedures is preferably taken over by a small PC in the base module.
  • the Basic operating data specified. Any changes that may be necessary can be made using the input instrument (eg touch screen). These changes can also be saved.
  • Two batteries are available to power the portable heart-lung machine.
  • the basic supply is ensured via the main battery.
  • a backup battery is provided in the control module, which maintains emergency operation for a limited period of time.
  • control module together with the patient module after the basic setting via the base module is also self-sufficient, that is to say without a base module, with an external power supply, for example can be operated via a car battery. No changes or adjustments to the control parameters can then be made, but the number of applications means that the number of base modules is no longer necessary.
  • the present invention is a heart-lung machine that is easy to carry by one person and consists of various cassettes in which the blood-carrying parts, the control elements and
  • the individual modules can be assembled in the manufacturing plant and housed in housings that protect all built-in components from mechanical damage from the outside.
  • the blood flow inside the patient module is not, as is known from DE 197 02 098 AI, carried out by a pre-assembled tube set, but by a preformed blood flow system.
  • the advantage of this type of blood flow is the lower mechanical stress on the blood, the better hemodynamics and the fact that lower shear forces occur.
  • the heart-lung machine which can be carried and operated by one person, can be used both on site in an emergency and in a clinic or cardiology practice. Purely stationary use in clinics is also conceivable.
  • connection to the control module is preferably functional, both electrically and mechanically.
  • the electrical connections can provide the entire sensor system to the control module for evaluation and enable control of the valves.
  • the mechanical connection enables the power transmission from the pump drive in the control module to the pump head in the patient module.
  • control module fails, the user can use a handwheel (crank) to maintain the essential function of the heart-lung machine by manual operation.
  • the control module preferably consists of a housing with the modules of the entire measuring, control and regulating electronics, the pump drive, the valves for setting the internal bypass, the transition energy supply, the control units for emergency operation, the connections for the external sensors (temperature, Pressure and oxygen saturation, Volume flow measurement), the connections to the patient module, the connection to the base module, the storage medium for transferring information from one base module to another base module.
  • the control module can be structurally located within the patient module and is connected to it at the factory before delivery. - The functional test and subsequent calibration are carried out together. Both modules are made available to the user as a unit. After use, the patient module and control module can be separated from each other by the user. The patient module with its blood-carrying parts can be disposed of accordingly by the user. The control module can then be returned to the manufacturer for re-use after appropriate checks.
  • the base module preferably consists of a housing that a small PC, an LCD display with a user interface z. B. contains a touchscreen screen, the main power supply, the charging devices and the connection to the control module.
  • the tasks of the basic module are the provision of the necessary energy, the control and monitoring of the charging process, the fault-tolerant and clear operation of the overall system, the recording of all relevant operating data, the documentation of the actions performed by the user and the connection to external data processing equipment for transfer of the recorded information.
  • the electrical connection from the base module to the control module can, for. B. be designed four-pole and is used for energy and information transmission.
  • the basic module can always remain with the user and can be connected by him to the control module and patient module unit before use.
  • the biggest advantage over already known heart-lung machines is that the control module can always come back to the manufacturer and so the control-relevant components can be checked very often, so that software updates can be easily transferred to all applications and the very sensitive sensors can be used again and again can be checked during factory assembly, adjusted for function and calibrated.
  • the patient module and control module can be subjected to a functional test and calibration together before leaving the factory. This ensures maximum accuracy of the measured sensor data and prevents the user from malfunctioning due to improper merging of the multi-pole electrical and mechanical connection between the patient module and the control module.
  • connection from the base module to the control module is only necessary for information and energy transmission, it is also possible for subsequent generations of the heart-lung machine according to the invention, possibly after a software update of the base module, with the existing base module of the first
  • control module All components of the control module require regular checking and calibration. This concept does not comply with these inspection intervals, since only the basic module remains with the user, which, however, essentially does not contain any safety-relevant components.
  • control module After consultation with the appropriate medical competencies, it may be possible to use the control module
  • heart-lung machine In disaster relief or mass accidents, it may be desirable to use several heart-lung machine systems.
  • the number of base modules on site would limit the number of applications.
  • the heart-lung machine according to the invention makes it possible to carry out the settings of the system and the priming with the base module, then to separate it from the control module and then to control module and patient module with an external one

Abstract

Die Erfindung stellt eine Herzlungenmaschine bereit, die von einer Person tragbar und unabhängig von externen Stromquellen einsetzbar ist, bestehend aus mindestens drei Modulen (1,2,3), worin ein erstes Modul (1) die für die Funktion der Herzlungenmaschine erforderlichen blutführenden Bauteile aufweist, ein zweites Modul (2) einen Pumpenantrieb (9), eine Mess- und Steuerelektronik (11) aufweist und ein drittes Modul (3) eine Programmiereinheit (14) aufweist, wobei das zweite Modul mit dem ersten und dem dritten Modul trennbar funktionell verbunden ist.

Description

Tragbare Herzlungenmaschine
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine mobile Herzlungenmaschine zur Aufrechterhaltung des Kreislaufs.
Hintergrund der Erfindung
Zum Aufrechterhalten des Kreislaufs eines Menschen zur Vermeidung oder Beseitigung von Kreislaufstillstand oder Minderperfusion während einer Operation, infolge eines Unfalls oder eines sonstigen organischen Versagens wird diesem mittels einer Herzlungenmaschine sauerstoffarmes venöses Blut mit einer Kanüle entnommen und mit einer Blutpumpe einem Oxy- genator zugeführt. In dem Oxygenator, der die Funktion einer künstlichen Lunge übernimmt, wird das Blut mit Sauerstoff angereichert und C02 entfernt. Anschliessend wird das sauerstoffreiche, arterielle Blut nach Reinigung in einem arteriellen Filter durch eine Kanüle dem Kreislauf des Patienten wieder zugeführt. Derartige Herzlungenmaschinen werden für einen stationären Einsatz in Krankenhäusern verwendet.
Aus der DE 43 43 334 AI ist eine Herzlungenmaschine bekannt, welche für einen mobilen Einsatz eine Tragkonstruktion aufweist, die vorne und hinten mit Traggriffen versehen, brücken- förmig aufgebaut und mit nach unten vorstehenden Standfüßen versehen ist. Für die Fixierung aller Bestandteile der Herzlungenmaschine sind entsprechende Befestigungs ittel vorgesehen. Allerdings sind bei dieser Herzlungenmaschine die funktionswichtigen Elemente frei zugänglich angeordnet und somit nicht vor Beschädigungen geschützt, die auch während des Einsatzes die Funktionsfähigkeit beeinträchtigen können. Darüber hinaus muss die Maschine immer von zwei Personen getragen werden. Ferner ist aus der DE 197 02 098 AI eine mobile Herz-Lungen- Maschine mit einem Schlauchset bekannt, welche aus einer Schlinge zur Zuführung von Blut zu einer Arterie, einer zweiten Schlinge zur Abführung von Blut aus einer Vene, einem venösen Reservoir, einem Oxygenator, einer vorzugsweise als Rollenpumpe ausgebildeten Blutpumpe und einem Sauerstoffspender besteht, wobei der Sauerstoffspender ein Sauerstoff- konzentrator ist, der mit der Pumpe antriebsseitig verbunden ist. Darüber hinaus weist die Maschine Regler für den Sauer- stoffkonzentrator und die Förderleistung der Pumpe sowie
Anschlüsse für eine dezentrale Energieversorgung und/oder für einen Elektroenergiespeicher auf. Obwohl diese Herz-Lungen- Maschine zwar speziell für einen mobilen Einsatz gedacht ist, lässt sie sich jedoch aufgrund ihrer Grosse und ihres Gewichts nur schwer von einer Person handhaben.
Wegen der beengten Platzverhältnisse in einem Notarztwagen ist es so gut wie unmöglich, solche Herzlungenmaschinen bei einem Notfalleinsatz bereits betriebsbereit mitzuführen. Bei der ge- botenen Eile bei Notfalleinsätzen, insbesondere bei Patienten, bei denen ein Versagen der Herz-Lungen-Funktion vorliegt, ist es jedoch besonders nachteilig, wenn derartige Herzlungenmaschinen vor dem Einsatz erst fertig montiert werden müssen. Darüber hinaus sind die vorgenannten Herzlungenmaschinen nach dem Gebrauch vor einem erneuten Einsatz in einem aufwendigen Verfahren neu auf zubauen und zu reinigen. Dadurch ist ein sofortiger Wiedereinsatz nicht möglich.
Die DE 199 05 937 offenbart eine mobile Herzlungenmaschine, die aus zwei Modulen besteht, wobei in einem Modul die blutführenden Elemente und in dem anderen Modul die Antriebs- und Steuerungselemente untergebracht sind.
Der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine
Herzlungenmaschine (im folgenden als „Herzlungenmaschine" abgekürzt) bereitzustellen, die für den mobilen Einsatz geeignet ist. Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegen- den Erfindung, eine Herzlungenmaschine bereitzustellen, die von einer Person getragen und gehandhabt werden kann. Eine weitere Aufgabe ist, dass die Herzlungenmaschine derart aufgebaut ist, dass die einzelnen Elemente leicht ersetzt werden können und die Herzlungenmaschine nach dem Gebrauch somit einfach und rasch wieder für den nächsten Einsatz vorbereitet werden kann.
Zusammenfassung der Erfindung Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Genauer gesagt stellt die vorliegende Erfindung eine Herzlungenmaschine bereit, die von einer Person tragbar und unabhängig von externen Stromquellen einsetzbar ist, bestehend aus mindestens drei Modulen (1, 2, 3) , worin ein erstes Modul (1) die für die Funktion der Herzlungenmaschine erforderlichen blutführenden Bauteile aufweist, ein zweites Modul (2) einen Pumpenantrieb (9), eine Meß- und Steuerelektronik (11) auf- •;weist und ein drittes Modul (3) eine Programmiereinheit (14) aufweist, wobei das zweite Modul mit dem ersten und dem dritten Modul trennbar funktioneil verbunden ist.
Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung.
Eingehende Beschreibung der Erfindung
Durch den modularen Aufbau der Herzlungenmaschine wird sichergestellt, dass die Herzlungenmaschine einfach und rasch auseinandergebaut und wieder zusammengebaut werden kann.
Die Herzlungenmaschine wird bevorzugt in 3 Funktionseinheiten (Module) aufgeteilt.
Die Funktionseinheit, in der die blutberührenden Einbauteile, wie Reservoir (4), Pumpenkopf (5), Oxygenator (6) mit Wärme- tauscher (7) oder arterieller Filter (8) eingebaut sein können, wird hier als Patientenmodul (1) bezeichnet. Die Funktionseinheit, in der der Pumpenantrieb (9) mit mechanischer Handkurbel (10) , der wesentliche Teil der Sensorik (11) und ein Backup Akku (12) untergebracht sind, wird Steuermodul (2) genannt.
Die Grundeinheit mit Bedienoberfläche (13) (z.B. Touchscreen) , einem Computer (14), z.B. einem Klein-PC, und einer Hauptenergieversorgung (15) wird als Basismodul (3) bezeichnet.
Der Ausdruck „Modul" bedeutet in der vorliegenden Erfindung eine Einheit, in der die jeweiligen Teile stabil an einem Träger befestigt sind. Dieser Träger kann im einfachsten Fall ein Gestell sein. Bevorzugt ist jedoch ein offenes oder geschlossenes Gehäuse. Die einzelnen Teile der Einheit sind zwar stabil mit dem Träger und/oder stabil miteinander verbunden, die Verbindung ist jedoch lösbar. Bei den Verbindungen handelt es sich bevorzugt um Steckverbindungen. Bevorzugt befinden sich alle Funktionsteile in einem Gehäuse, so dass sie vor mechanischen Beschädigungen geschützt sind. Weniger empfindliche Teile können auch außen am Gehäuse angebracht sein. Der Aufbau der Module ist nur insoweit eingeschränkt, als die einzelnen Module für sich oder in Kombination von zwei oder drei Modulen die Eigenschaft aufweisen müssen, von einer Person getragen werden zu können. Hierfür sollten die Module kompakt sein und dürfen nicht sperrig aufgebaut sein. Um von einer Person getragen werden zu können, entspricht die Größe der Herzlungenmaschine bevorzugt etwa der eines großen Aktenkoffers, und das Gewicht übersteigt vorzugsweise 20 kg nicht.
Die erfindungsgemäße Herzlungenmaschine hat die Aufgabe, den Herz-Lungen-Kreislauf aufrecht zu erhalten und/oder diesen zu ersetzten. Eine solche Herzlungenmaschine besteht üblicherweise aus einer venösen Zuführung des Patientenblutes, einem Reservoir zum Volumenausgleich, einer Blutpumpe zur aktiven Unterstützung des Blutkreislaufs, einem Oxygenator zur Sauerstoffanreicherung und C02-Abführung, einem Wärmetauscher zur Temperierung (Erwärmen oder Abkühlen) der Bluttemperatur, einem arteriellen Filter mit Bypass zur Filtrierung des Blutes, Ventilen zur Schaltung eines internen Kreislaufs, sowie einer arteriellen Linie, um dem Patienten das Blut erneut zuzuführen. Der interne Bypass wird benötigt, um das Gerät vor Anschluss an den Patientenkreislauf mit einem
Blutersatzstoff zu füllen und das Gesamtsystem zu entlüften (Priming) . Die internen Volumina sind dabei äußerst klein zu halten, um so das Volumen des Blutersatzstoffes möglichst gering halten zu können. Um dieses Merkmal zu erfüllen, besteht auch die Möglichkeit, die Blutführungswege im Gehäuse zu integrieren bzw. mit in das Kunststoffgehäuse einzugießen.
Um die sehr sensible Sensorik (Messfühler) in bzw. an den entsprechenden Messstellen ein- und anzubauen, wird das Steuermodul zusammen mit dem Patientenmodul vorzugsweise vormontiert und getestet, so dass der potentielle Anwender eine funktionsfähige Baueinheit in Kassettenform bekommt, die nur noch auf das Basismodul aufgesetzt und arretiert werden muß. Die Kassette mit den blutberührenden Teilen, wie venöse Zuführung des Patientenblutes, Reservoir, Blutpumpe, Oxygenator, arterieller Filter mit Bypass und Ventilen, wird nach der Anwendung vom Steuermodul getrennt und entsorgt. Das Steuermodul selbst wird zur Wiederaufarbeitung an den Hersteller zurückgesandt. Die im Steuermodul und im Basismodul abge- legten Patientendaten können über eine entsprechende Datenleitung/Schnittstelle ausgelesen werden und der behandelnden Klinik für die Patientenakte oder für statistische Zwecke zur Verfügung gestellt werden.
Durch die oben beschriebene Vorgehensweise wird sichergestellt, dass der Aufbau fehlerfrei durchgeführt wird. Die Fehlerquelle „Aufbau vor Ort" unter erschwerten Bedingungen wird somit im wesentlichen auf das Befüllen und Entlüften der Herzlungenmaschine begrenzt.
Die notwendige Software zur Steuerung und Regelung aller Prozesse und Vorgänge wird bevorzugt von einem Klein-PC im Basismodul übernommen. In einem Grundprogramm werden die Basisbetriebsdaten vorgegeben. Möglicherweise notwendige Veränderungen können über das Eingabeinstrument (z.B. Touchscreeh) vorgenommen werden . Auch diese Änderungen können gespeichert werden.
Zur Energieversorgung der tragbaren Herzlungenmaschine stehen zwei Akkus zur Verfügung. Im Basismodul wird über den Haupt- Akku die Grundversorgung sichergestellt. Im Steuermodul ist ein Backup-Akku vorgesehen, der über einen begrenzten Zeitraum einen Notbetrieb aufrecht erhält.
Ein weiterer großer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass das Steuermodul zusammen mit dem Patientenmodul nach Grundeinstellung über das Basismodul auch autark, das heißt ohne Basismodul, mit einer externen Spannungsversorgung z.B. über eine Autobatterie, betrieben werden kann. Es können zwar dann keine Änderungen oder Anpassungen der Regelungsparameter vorgenommen werden, jedoch ist man dann mit der Anzahl der Anwendungen nicht mehr auf die Anzahl der Basismodule angewiesen.
In Abgrenzung zu anderen bekannten Veröffentlichungen wie z.B. die DE 199 05 937 CI, handelt es sich bei der vorliegenden Erfindung um eine Herzlungenmaschine, die leicht von einer Person tragbar ist und aus verschiedenen Kassetten besteht, in der die blutführenden Teile, die Steuerungselemente und
Sensoren zur Messung z. B. der Bluttemperatur, des Blutdrucks, der SauerstoffSättigung, des Volumenstroms, der internen Drücke, sowie die Basisversorgung mit Energie und Software untergebracht sind.
Mit entsprechenden Fühlern und Sensoren werden unter anderem die Temperaturen am arteriellen Eingang, am arteriellen Ausgang sowie am Oxygenator, der Druck am venösen Eingang, am arteriellen Ausgang, zwischen Pumpe und Oxygenator , der Druck der 02-Zufuhr, die SauerstoffSättigung am venösen Eingang und arteriellen Ausgang, die Luftblasenerkennung am venösen Eingang und arteriellen Ausgang, sowie den Blutvolumenstrommes- sung am arteriellen Ausgang gemessen. Die einzelnen Module können im Herstellerwerk montiert und in Gehäusen untergebracht werden, die alle Einbauteile vor mechanischer Beschädigung von außen schützen.
Die Blutführung im Inneren des Patientenmoduls wird nicht, wie aus der DE 197 02 098 AI bekannt, durch ein vorkonfektionier- tes Schlauchset vorgenommen, sondern durch ein vorgeformtes Blutführungssystem. Der Vorteil dieser Art der Blutführung liegt in der geringeren mechanischen Belastung des Blutes, der besseren Hämodynamik sowie darin, dass geringere Scherkräfte auftreten.
Die durch eine Person tragbare und bedienbare Herzlungen- maschine kann sowohl direkt vor Ort bei einem Notfalleinsatz als auch in einer Klinik oder einer kardiologischen Praxis eingesetzt werden. Es ist auch der reine stationäre Einsatz in Kliniken denkbar.
Die Verbindung zum Steuermodul erfolgt vorzugsweise funktional, sowohl elektrisch als auch mechanisch. Die elektrischen Verbindungen können die gesamte Sensorik dem Steuermodul zur Auswertung bereitstellen und die Ansteuerung der Ventile ermöglichen. Die mechanische Verbindung ermöglicht die Kraftübertragung vom Pumpenantrieb im Steuermodul zum Pumpenkopf im Patientenmodul .
Bei Ausfall des Steuermodul kann dem Anwender durch ein Handrad (Kurbel) die Möglichkeit gegeben werden, die wesentliche Funktion der Herzlungenmaschine durch manuelle Betätigung aufrechtzuerhalten.
Das Steuermodul besteht vorzugsweise aus einem Gehäuse mit den Baugruppen der gesamten Mess-, Steuer- und Regelelektronik, dem Pumpenantrieb, den Ventilen für die Einstellung des internen Bypasses, der Übergangsenergieversorgung, den Bedieneinheiten für den Notbetrieb, den Anschlüssen für die externe Sensorik (Temperatur, Druck und SauerstoffSättigung, Volumenstrommessung) , den Verbindungen zum Patientenmodul, den Verbindung zum Basismodul, dem Speichermedium zur Übergabe von Informationen von einem Basismodul zu einem anderen Basismodul .
Das Steuermodul kann sich baulich innerhalb des Patientenmodul befinden und wird vor Auslieferung werksseitig mit diesem verbunden.- Die Funktionsprüfung und anschließende Kalibrierung erfolgen gemeinsam. Beide Module werden dem Anwender als Ein- heit zur Verfügung gestellt. Nach Gebrauch können Patientenmodul und Steuermodul vom Anwender voneinander getrennt werden. Das Patientenmodul mit seinen blutführenden Teilen kann vom Anwender entsprechend entsorgt werden. Das Steuermodul kann anschließend an den Hersteller zurückgesandt werden, um nach angemessenen Überprüfungen erneut eingesetzt zu werden.
Das Basismodul besteht bevorzugt aus einem Gehäuse, das einen Klein-PC, ein LCD-Display mit Bedienoberfläche z. B. einen Touchscreen-Bildschirm, die Hauptenergieversorgung, die Ladeeinrichtungen sowie die Verbindung zum Steuermodul enthält.
Die Aufgaben des Basismodul sind die Bereitstellung der notwendigen Energie, die Steuerung und Überwachung des Ladevor- gangs, die fehlertolerante und übersichtliche Bedienung des Gesamtsystems, die Aufzeichnung aller relevanten Betriebsdaten, die Dokumentation der vom Anwender durchgeführten Aktionen und die Verbindung zu externen DV Einrichtungen zur Übergabe der aufgezeichneten Informationen.
Die elektrische Verbindung vom Basismodul zum Steuermodul kann z. B. vierpolig ausgeführt sein und dient der Energie- und Informationsübertragung.
Das Basismodul kann stets beim Anwender verbleiben und von ihm vor dem Einsatz mit der Einheit aus Steuermodul und Patientenmodul verbunden werden. Der größte Vorteil gegenüber bereits bekannten Herzlungenmaschinen ist der, dass das Steuermodul immer wieder zum Hersteller zurückkommen kann und so eine sehr häufige Kontrolle der steuerungsrelevanten Bauteile stattfinden kann, so dass sich Softwareupdates sehr einfach auf alle Anwendungen übertragen lassen und sich die sehr sensible Sensorik immer wieder neu bei der Werksmontage überprüfen, einstellen auf Funktion prüfen und kalibrieren lässt.
Der komplizierteste Vorgang beim Zusammenbau der einzelnen Systemkomponenten ist die Verbindung vom Patientenmodul mit dem Steuermodul. Dieser Vorgang kann nun aber werksseitig durchgeführt werden und entlastet somit den Anwender. Vor allem im Notfalleinsatz werden hiermit auch mögliche Fehlerquellen ausgeschlossen.
Wie erwähnt können Patientenmodul und Steuermodul vor Verlassen des Werks gemeinsam einer Funktionsprüfung und Kalibrierung unterzogen werden. Damit wird höchste Genauigkeit von gemessenen Sensordaten erzielt und eine Fehlfunktion durch unsachgemäßes Zusammenführen der vielpoligen elektrischen und mechanischen Verbindung zwischen .Patientenmodul und Steuermodul durch den Anwender ausgeschlossen.
Da die komplizierteste und fehlerträchtigste Verbindung nun im Werk durchgeführt werden kann, kann ihre technische Auslegung auch einfacher erfolgen und z.B. auch mit SpezialVorrichtungen ausgeführt werden. Dies kann in der Entwicklung und späteren Fertigung zu relevanten Einsparungen führen.
Da die Verbindung vom Basismodul zum Steuermodul lediglich zur Informations- und Energieübertragung notwendig ist, ist es möglich, auch nachfolgende Generationen der erfindungsgemäßen Herzlungenmaschine, evtl. nach einem Software-Update des Basismodul, mit dem vorhandenen Basismodul der ersten
Generation einzusetzen. Damit sichert der Anwender seine Investition in das Basismodul auch für die Zukunft. Dieser Vorteil soll am Beispiel von möglichen Bezugsproblemen mit dem Lieferanten des Pumpenkopfes erläutert werden. Sollte dieser Fall eintreten, wäre es möglich, vor dem Zusammenfügen von Patientenmodulen mit einem neuen Pumpenkopf das Steuer- modul mit einer entsprechenden Adaption zu modifizieren und zu überprüfen.
Alle Komponenten des Steuermodul bedürfen einer regelmäßigen Überprüfung und Kalibrierung. Die Einhaltung dieser Inspek- tionsintervalle entfällt mit diesem Konzept, da ausschließlich das Basismodul beim Anwender verbleibt, was jedoch im wesentlichen keine sicherheitsrelevanten Komponenten enthält.
Nach Rücksprache mit den entsprechenden medizinischen Kompetenzen könnte es möglich sein, auf dem Steuermodul einen
Satz fester Notprogramme zu implementieren, die bei Ausfall des Basismodul unter Zuhilfenahme externer Energiequellen (z.B. KFZ-Batterie) zum Einsatz kommen. Diese sind dann zwar nicht optimal, und auf die Aufzeichnung ausführlicher Betriebsdaten muss verzichtet werden, stellen aber eine bessere Alternative als den Totalausfall des Systems dar.
Im Katastropheneinsatz oder bei Massenunfällen kann es wünschenswert sein, mehrere Herzlungenmaschine-Systeme zum Einsatz zu bringen. Durch die Anzahl von Basismodul vor Ort wäre man hierbei auf die Anzahl der Anwendungsfälle begrenzt. Durch die erfindungsgemäße Herzlungenmaschine ist es möglich, die Einstellungen des Systems und das Priming mit dem Basismodul durchzuführen, es danach vom Steuermodul zu trennen und danach Steuermodul und Patientenmodul mit einer externen
Energiequelle weiter zu betreiben. Das stünde dann für die Behandlung eines weitern Patienten zur Verfügung. Somit würde lediglich die Zahl der Steuermodul/Patientenmodul-Einheiten die Zahl der behandelten Patienten begrenzen. Bezugs zeichenliste
1 Patientenmodul
2 Steuermodul
3 Basismodul
4 Reservoir
5 Pumpe
6 Oxygenator
7 Wärmetauscher
8 arterieller Filter
9 Antrieb
10 Handkurbel
11 Mess- und Steuerelektronik
12 Backup-Akku
13 Touchscreen
14 Computer
15 Hauptenergieversorgung

Claims

Patentansprüche
1. Herzlungenmaschine, die von einer Person tragbar und unabhängig von externen Stromquellen einsetzbar ist, bestehend aus mindestens drei Modulen (1, 2, 3) , worin ein erstes Modul (1) die für die Funktion der Herzlungenmaschine erforderlichen blutführenden Bauteile aufweist, ein zweites Modul (2) einen Pumpenantrieb (9), eine Meß- und Steuerelektronik (11) aufweist und ein drittes Modul
(3) eine Programmiereinheit (14) aufweist, wobei das zweite Modul mit dem ersten und dem dritten Modul trennbar funktionell verbunden ist.
2. Herzlungenmaschine nach Anspruch 1, die aus drei Modulen besteht .
3. Herzlungenmaschine nach Anspruch 1, worin mindestens ein Modul in einem Gehäuse angebracht ist.
4. Herzlungenmaschine nach Anspruch 2, worin die drei Module in einem Gehäuse angebracht sind.
5. Herzlungenmaschine nach Anspruch 1 oder 2, worin die Module mittels Halteelementen lösbar aneinander fixierbar sind.
6. Herzlungenmaschine nach Anspruch 3 oder 4, worin die Gehäuse mittels Halteelementen lösbar aneinander fixierbar sind.
7. Herzlungenmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, worin das erste Modul eine Blutpumpe (5) , einen Oxygenator
(6), einen Filter (8) und ein Blutführungssystem aufweist.
8. Herzlungenmaschine nach Anspruch 7, worin das erste Modul einen Anschluß für eine venöse Kanüle, ein Reservoir (4) und einen Anschluß für eine arterielle Kanüle aufweist.
9. Herzlungenmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, worin das zweite Modul einen Pumpenantrieb (9), eine Meß-, Steuer- und Regelelektronik (11) und Ventile für die Einstellung des internen Bypasses aufweist.
10. Herzlungenmaschine nach Anspruch 9, worin das zweite Modul eine Übergangsenergieversorgung und Bedieneinheiten für den Notbetrieb aufweist.
11. Herzlungenmaschine nach Anspruch 9 oder 10, worin das zweite Modul Verbindungen zu einem ersten Modul und zu einem dritten Modul aufweist.
12. Herzlungenmaschine nach einem der Ansprüche 9 bis 11, worin das zweite Modul ein Speichermedium zur Übertragung von Informationen von einem dritten Modul auf ein anderes drittes Modul aufweist.
13. Herzlungenmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, worin das dritte Modul eine Bedienoberfläche (13) , einen Computer (14) und eine Hauptstromquelle (15) aufweist.
14. Herzlungenmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, worin das erste und das zweite Modul zusammensteckbar und von einer Person tragbar sind.
15. Herzlungenmaschine nach Anspruch 14, worin das erste und das zweite Modul ohne das dritte Modul die Funktionen einer Herzlungenmaschine erfüllen können.
16. Herzlungenmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, worin die Verbindung zwischen dem zweiten Modul und dem dritten Modul durch eine einfache elektrische Verbindung hergestellt wird, die sich beim Zusammensetzen der Module oder der Gehäuse zwangsweise verbindet.
17. Modul, das in einem der vorstehenden Ansprüche als erstes Modul definiert ist.
18. Modul, das in einem der Ansprüche 1 bis 16 als zweites Modul definiert ist.
19. Modul, das in einem der Ansprüche 1 bis 16 als drittes Modul definiert ist.
20. Herzlungenmaschine, die aus einem in den Ansprüchen 1, 3 und 5 bis 8 definierten ersten Modul und einem in Anspruch 10 definierten zweiten Modul besteht.
21. Verwendung eines Moduls nach einem der Ansprüche 17 bis 19 in einer Herzlungenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 16.
22. Verwendung eines Moduls nach Anspruch 17 oder 18 in einer Herzlungenmaschine nach Anspruch 20.
23. Verfahren zur Herstellung einer Herzlungenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 16, welches das Verbinden des zweiten Moduls mit dem ersten und dem dritten Modul umfaßt .
24. Verfahren zur Herstellung einer Herzlungenmaschine nach Anspruch 20, welches das Verbinden des ersten mit dem zweiten Modul umfaßt .
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