WO2007033933A1 - In den menschlichen oder tierischen körper implantierbare pumpvorrichtung sowie pumpeinrichtung umfassend eine solche pumpvorrichtung - Google Patents

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WO2007033933A1
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magnetic field
pumping
locking
impeller
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Sebastian Schmidt
Rainer Kuth
Johannes Reinschke
Klaus Abraham-Fuchs
Rainer Graumann
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Siemens Aktiengesellschaft
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Definitions

  • the invention relates to an implantable in the human or animal body pumping device for pumping a liquid, in particular blood.
  • Implantable pumping devices of the type described are used, for example, for circulatory support in the case of an acute pumping weakness of the heart in order to support the pumping activity temporarily (a few hours to days) by the pumping device.
  • Implantable pumping devices are known intrakorporal to positio ⁇ ning pumping devices, which are driven or controlled either via a flexible shaft or an integrated electric motor with a guided outward cable connection. In both cases, a connection of the pumping device to the outside of the body is required, which increases the risk of infection for the patient.
  • this pumping apparatus includes a bat ⁇ terie or operated an accumulator through which the integrated electric motor ,
  • this type of pumping device after a large number of individual parts is required, designed relatively expensive and therefore expensive, so that it is not suitable in particular for a short-term support in ⁇ example of the heart.
  • the integ ⁇ ated power can only be used for a relatively limited time.
  • the invention is therefore based on the problem to provide a pumping device which is simple in construction and without inter- ne power or externally guided supply or control lines can be operated.
  • a pumping device of the type mentioned that it has at least one interacting with an external variable magnetic field element and is designed such that by interaction of the element with the magnetic field ei ⁇ ne pumping effect of a movement with the Element connected device part is obtainable.
  • the operation of the pumping device according to the invention is carried out by interaction of a arranged on a movable device part magnetic or magnetizable element with an externally generated, variable magnetic field.
  • a torque or a force on the member and on the ⁇ ses to the corresponding item of equipment which will be discussed hereinafter, through the varying magnetic field, depending on the configuration of the pump device, can be applied so that this device part can be moved, whereby the pumping action achieved becomes.
  • the pumping device in the pumping device according to the invention, no control or supply lines leading to the outside are used, since exclusively the magnetic field interaction is used for the operation of the pump. Also, an integrated energy or power supply is not he ⁇ conducive after the pumping operation no voriquesssei- tig integrated electrical consumers is needed. As a result, the pumping device can be kept simple in construction, which has an advantageous effect on the production costs, so that the pumping device according to the invention can also be used for short-term use. Also is given to the patient, after no operations are provided to the outside lines, etc. with ih ⁇ rem use no risk of infection. The use of such a pumping device according to the invention may be of different nature.
  • ACTION support as described blood be pumped already to the Herztä ⁇ . It is also conceivable, however, the transport of venous blood, for example, to overcome runoff obstruction. It is also conceivable to transport lymphatic fluid, as well as to transport liquor, for example by integrating the pumping device into a ventriculoperitoneal shunt. It is also possible to transport intraocular fluid from the posterior chamber to the anterior chamber or from the anterior chamber to Schlemm's canal. would be particularly advantageous for this is the ability to create by pumping a pressure gradient that helps ⁇ levies common in this area Verstop be avoided. Another area of application is tumor therapy.
  • the inflow and outflow of blood can in and controlled from the tumor, via a correspondingly designed Pumpein ⁇ direction whereby the effectiveness of chemotherapeutic ⁇ therapy locally can be significantly increased one in which, for example, venous blood flow by compressing the vessel so reduces is in that the chemotherapeutic agent can remain longer in the target organ.
  • a similar device can control flow in artificially created shunts. This is z. B. advantageous in portosystemic shunts in which a too low blood flow makes the bypass effect of the shunt nullifies, while too large a flow eliminates the filter effect of the liver and leads to a low elimination of toxins from the blood.
  • the extracorporeal magnet system is typically designed for specific applications and especially so geomet ⁇ driven small as possible.
  • the pump device can be inserted into a hollow organ, that is, for example, into a vessel.
  • a pump device has an impeller rotatably mounted in a device housing, on which the element is arranged, or which itself forms the ele ⁇ ment, ie from a permanent magnetic material which is coated with a biocompatible coating, be ⁇ stands.
  • a perma- example nentmagnet or a magnetizable soft magnetic Ele ⁇ be used ment which cooperates with the in this case to IMPEL- lerrotation rotating external magnetic field.
  • the Rotati ⁇ can be varied ons horrid of the impeller, over which also the flow rate can be varied by the pumping device inevitably. In this embodiment, therefore, a corresponding torque is exerted on the impeller or rotor by the rotating magnetic field and this is set in rotation.
  • a magnet system which can generally be used in the upstream lying invention to interact with the jig-integrated element, game as described in ⁇ in DE 101 42 253 Cl in connection with an applied gastroenterological endoscopy capsule.
  • a locking device may for example be designed such that the impeller is movable by changing the magnetic field in a locking position in which it is not rotatable.
  • the axis of the impeller can be introduced via an axial and / or radial movement of the impeller, controlled via the external magnetic field, into an arresting holder, in particular a locking groove.
  • the magnetic field has to be changed in a correspondingly reverse manner so that the imple- ment axis is again moved out of its locking holder and assumes the rotational position.
  • a rotation opposite to the standard direction of rotation, in which the desired pumping action is produced is required for transferring into the retention holder. is aimed at simultaneous axial movement in the axial direction conceivable.
  • the locking device comprises a movable locking element which can be actuated via the or a further external magnetic field.
  • Conceivable here for example, an adjusting pin or the like, which is provided on the housing side and engages in a locking position in the path of movement of the impeller, so that it is locked or locked.
  • This adjusting pin which itself may be a magnetic or soft magnetic element, for example, is moved via the external magnetic field into its locking position or moved to release the impeller from this in a rest position, for which he, for example, pivotally or linearly retractable in the movement path on the housing or other Restraint is stored.
  • the locking element may be one that requires a much larger field strength for moving into the locking position, as it has the external magnetic field for rotating the impeller.
  • a further alternative embodiment of a locking device provides that this has a housing on the integrated side, via an integrated power supply or powered by a housing side induction coil power supply operable electric actuator, in particular an electric motor, movable locking element, wherein the operation of the control element wirelessly or via the or an external magnetic field is controllable.
  • an electrical actuator such as an electric motor is used to set the locking element between its rest and its locking position.
  • an integrated Stromversor ⁇ tion can be provided, wherein - after the actuator only must be actuated - the stored energy is present over a relatively long period of time if necessary.
  • the Be ⁇ drive of the actuating element also wirelessly from the outside can be controlled, including, for example, a corresponding receiver is integrated in the housing, can be activated via the electrical actuating element to move the locking element in one or the other position.
  • a receiver can also be used when the current is provided via the induction coil in order to control the actuating element as desired from the outside.
  • the pumping device As an alternative to the embodiment of the pumping device, as a rotary pump to be implanted into the interior of a hollow organ, it is provided according to an alternative to the invention to make the pumping device cuff-shaped, so that it can be set around a cavity member.
  • This pumping device comprises a single- or multi-part, in each case, at ⁇ sectionally flexible plastic envelope least, hung, on Bezie ⁇ in the mutually substantially opposite two or more elements which may interact with the external variable magnetic field, are provided.
  • the pumping device is deformed with its flexible shell to obtain the pumping action, resulting in a deformation of the hollow space. Organs results.
  • the local deformation of the shell varies necessarily the deformation depending ⁇ wells is greatest where the magnetizations of the respective element pairs best the field direction are aligned with.
  • six element pairs axially behind one another in each case be radially displaced by 60 ° to each other and thus helically arranged.
  • a rotating Mag ⁇ netfeld brings with it a from one end of the manschet- tenartigen pumping device to the other continuing envelope deformation. Consequently, the fluid contained in the hollow organ is inevitably promoted in the direction of the progressive vasoconstriction.
  • the elements via the magnetic field ak ⁇ are moved towards each other and tiv via at least one return element at a cut-off or reduction of the magnetic field are moved apart again. So the external field is only used to cover cross-section to verklei ⁇ partners.
  • the casing is restored to its non-deformed shape with a maximum cross-section, for which purpose preferably as a restoring element has a Fe ⁇ or according to the plurality of springs can be used.
  • This configuration is useful is because here transferred lakege ⁇ that an interrupted magnetic field, the Pumpvor ⁇ direction is always open, so consequently also the hollow organ is always open.
  • a further advantageous embodiment of the invention provides for providing at least one pressure, impeller, rotational angle and / or flow sensor communicating wirelessly with a receiving device.
  • a pressure, impeller, rotational angle and / or flow sensor communicating wirelessly with a receiving device.
  • This sensor can be measured, for example, in a rotary pump, the flow, so that the pumping effect controlled and the magnetic field generating magnetic system can optionally be accordingly ⁇ erated, if a change in the pumping operation is required.
  • a corresponding Informa ⁇ tion by measuring the pressure exerted by the pumping device to be narrowed hollow organ to the sensor, are detected.
  • the invention further relates to a pumping device comprising such a pumping device. tion, and means for generating a variable magnetic field for operating the pumping device.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a pumping device according to the invention of a first embodiment in section
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a pumping device according to the invention of a second embodiment in section
  • FIG. 3 is a plan view of the pumping device of FIG. 3,
  • Fig. 4 shows a further embodiment of the invention ei ⁇ ner pumping device similar to the device of Fig. 3, and
  • Fig. 5 is a side view of the pumping device of Fig. 5 showing the positions of the element pairs.
  • the pump device 1 shows a pump device 1 according to the invention of a first embodiment, which is inserted into the interior of a hollow organ 2, for example a vessel.
  • the pump device 1 comprises a housing 3 made of a biocompatible material la ⁇ Gefest can be fixed to the vessel inner wall. Inside the housing 3, which is open at both sides and ty is flues ⁇ , for example blood, may be flowing in the direction of arrow A by ⁇ , a rotatably mounted impeller 4 is provided inside the housing 3, which is open at both sides and ty is flues ⁇ , for example blood, may be flowing in the direction of arrow A by ⁇ .
  • a rotatably mounted impeller 4 is provided inside the housing 3, which is open at both sides and ty.
  • a rotatably mounted impeller 4 is provided inside the housing 3, which is open at both sides and ty is flues ⁇ , for example blood, may be flowing in the direction of arrow A by ⁇ .
  • an element 7 On the impeller 4 is an element 7, here in the form of a permanent magnet 8 with a remanent magnetization, represented by two poles "N" and "S" arranged.
  • This Ele ⁇ element 7 interacts with a generating means on a body external Magnetfelder- 9, which is shown only exemplarily here generated variable magnetic field H ext together.
  • the magnetic field generating device 9 is capable of generating a field with sufficient field strength and allowing it to rotate, namely about an axis of rotation which substantially corresponds to the axis 6 of the impeller 4.
  • the element 7 and the external magnetic field now interact such that via the external rotating field H ext Drehmo ⁇ ment to the element 7 and is thus applied to the impeller 4, so it rotates with the rotating external magnetic field. This can actively support the liquid flow in the direction of the arrow A.
  • the pumping device 1 is for example about 5 cm long, the impeller 4 extends substantially over the entire
  • the permanent magnet 8 has, for example, a thickness of about 3.5 mm and a length of for example 16 mm, with a mass of eg 1 g. It has a magnetic dipole moment of 0.13 Am 2 .
  • the magnetization of the permanent magnet is perpendicular to the axis of rotation of the im ⁇ pellers 4, so that the magnetic field H ext exert a torque on the magnet 8 and thus on the impeller 4 and can set this in rotation.
  • the maximum motor torque is 6.5 mNm.
  • the pump power results from (1 / pump efficiency) x pump pressure difference x Volume flow. With a realistic pumping efficiency of eg 70%, a pressure difference of 100 mm Hg and a volume flow of 2.5 l / min, a pumping power of 0.72 W is obtained, which is slightly lower than the maximum motor power P max .
  • the pumping power of the human heart is at rest at about 5 l / min, so that with this actively funded volume flow already a significant relief and support of the heart would be achieved. This rough consideration applies z. For veins or arteries with a diameter of several millimeters.
  • the magnetic field generating device 9 is preferably designed tubular, at her are several, z. B. 6, individually energized coils arranged axially and radially distributed.
  • the patient, to whom the pumping device 1 has been implanted, is driven into the tube for the purpose of operating it for short-term medically indicated support, after which the rotating magnetic field H ext is generated as required by appropriate control of the individual coils.
  • a sensor 10 is further provided on the pumping device 1, to which, as shown by the antenna 11, a wireless transmission device is assigned.
  • This sensor measures, for example, the orientation or the angle of rotation of the impeller and above gene, the number of Impellerumwebun- as well as the volume flow, which is conveyed by the pump device 1, wherein the sensor signals are wirelessly Example dropwise to the magnetic field generating means 9 ⁇ , each by reading and requirement optionally the generated magnetic field H ext according readjusts to play to increase the speed at ⁇ or decrease.
  • a locking device 12 provided here in the form of a pivotable locking pin 13 which between a non-locking position (shown in solid) and a blocking Position (shown in dashed lines), in which he engages in the Ro ⁇ tationsweg the impeller 4, can be moved.
  • the external magnetic field can be used, the example ⁇ , have a sufficiently strong component in the direction of Impellerfanachse for pivoting the locking pin 13 from the blocking position to the non-blocking position must.
  • the locking pin 13 consists of a magnetic or magnetizable material, so that it can interact with the external field.
  • An alternative addition shown here provides an Ar ⁇ retiervoruze 12 comprising an electric motor 14 against which a locking pin is assigned to 15 also, the non-locking between ei ⁇ ner and a locking position can be moved.
  • the electric motor 14 is an electrical
  • this integrated power supply may also be an induction coil in which current is induced when the external field is applied, which in this case also has a significantly higher field strength than the rotation field, for example for generating a sufficient current.
  • the on ⁇ control of the electric motor 14 is also carried out wirelessly here, for example via a not shown in detail Steuerungsein ⁇ direction or via the magnetic field generating device 9, to which the electromagnet 14 has a corresponding Empfangseinrich ⁇ device, as shown by the antenna 17.
  • FIG. 1 shows a further embodiment according to the invention of a pumping device 19.
  • This pumping device 19 is designed in the manner of a sleeve and is placed in a hollow organ 23, here again for example a vessel. It comprises a shell 20 of a plastic material in one piece or may be Periodtei ⁇ lig, in any case, but preferably completely fle ⁇ xible is.
  • elements 21 distributed over the length which in this example can be magnetized via an external magnetic field H ext, are arranged in pairs opposite one another. Due to the arrangement and the corresponding magnetization, there are in each case one north pole N and one south pole S opposite each element pair, that is to say, when the magnetizing field H ext is applied, the opposing elements 21 are attracted to each other.
  • the external magnetic field is set, for example, sinusoidally over time at ⁇ , see Fig. 3, that is, the elements 21 who alternately ascending and demagnetized ⁇ .
  • restoring elements 22 are provided in the form of springs, for which purpose preferably a defined curved shape on ⁇ facing leaf springs are used. These are deformed by the attracting elements 21, so it is built up a restoring force. Leaves the magnetic interactions between the elements ⁇ effect due to frame, they will be moved over the relaxant spring elements 22 from one another again, that is, the two shell halves open again, the hollow organ 23 is relieved again. If an e lastische plastic casing used, the Federele ⁇ can mente 22 omitted since the inherent elasticity of the shell ensures the provision.
  • a pumping movement can also be achieved by continuous deformation or Querterrorismsver ⁇ reduction of the vessel.
  • the external magnetic field can not be only ated sinusoidal vari ⁇ but also simultaneously move over the length of the pumping means 19 so that successively each element pairs are magnetized and one from the egg NEN end of the sheath 20 to the other continuing deformation of the sheath 20 and thus the hollow organ 23 results. So a real-looking, peristaltic or wave-like pump ⁇ can be effectively achieved if the magnetic field can be ated parameters within the beschrie ⁇ surrounded manner reasonably accurate local resolution.
  • An insert would be z. B. in the arrangement of
  • a sensor 24 is provided in the form of a pressure sensor, which also here its measurement results wirelessly, for example, to the Mag ⁇ netfelder Wegungs worn 9, as in Fig. 1 is shown and how it is of course also used here to operate the pumping device 19, sends, which then varies according to appropriate signal processing, if necessary, the generated external field H ext and adjusts.
  • FIG. 4 shows a further inventive ⁇ guide form a pump device 25 which is constructed similar to the pump means 19 in FIG. 2. They, too, one is executed ⁇ schettenartig and around a hollow organ to place 26 where the pump means 25 (as the pumping device 19 also of course) can be opened along its length to accommodate the jewei ⁇ celled hollow organ.
  • a sheath 27 is provided made of a flexible plastic material.
  • element pairs consisting of two elements 28 are also provided here, which are arranged in pairs opposite one another. are orders. In the example shown the length ver ⁇ divides three element pairs I, II and III provided, also more pairs of elements can be arranged of course. In this embodiment, the element pairs I, II and III are arranged radially offset from one another, the angle between two element pairs is for example 45 °.
  • Fig. 5 shows by way of example the positions along the length of the shell 27, on which the element pairs I, II and III are arranged.
  • the external field also for example sinusoidally extending been ⁇ is loaded, however, it simultaneously rotates about the longitudinal axis of the sleeve-like pumping device 25 so that in the context of a 360 ° rotation of each of the pairs of elements I, II and III fully charged with its excellent magnetization axis of the external magnetic field and is thus magnetized, thus therefore sets the maximum interaction between two elements of a pair, when the rotating Mag ⁇ netfeld im corresponding angle is applied.

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Abstract

In den menschlichen oder tierischen Körper implantierbare Pumpvorrichtung zum Pumpen einer Flüssigkeit, insbesondere von Blut, wobei sie wenigstens ein mit einem externen veränderlichen Magnetfeld (Hext) wechselwirkendes Element (7, 21, 28) aufweist, und derart ausgebildet ist, dass durch Wechselwirkung des Elements (7, 21, 28) mit dem Magnetfeld (Hext) eine eine Pumpwirkung erzielende Bewegung eines mit dem Element (7, 21, 28) verbundenen Einrichtungsteils (4, 20, 27) erwirkbar ist.

Description

Beschreibung
In den menschlichen oder tierischen Körper implantierbare Pumpvorrichtung sowie Pumpeinrichtung umfassend eine solche Pumpvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine in den menschlichen oder tierischen Körper implantierbare Pumpvorrichtung zum Pumpen einer Flüssigkeit, insbesondere von Blut.
Implantierbare Pumpvorrichtungen der beschriebenen Art kommen beispielsweise zur Kreislaufunterstützung bei einer akuten Pumpschwäche des Herzens zum Einsatz, um die Pumpaktivität zeitweilig (einige Stunden bis Tage) durch die Pumpvorrich- tung zu unterstützen. Bekannt sind intrakorporal zu positio¬ nierende Pumpvorrichtungen, die entweder über eine biegsame Welle oder über einen integrierten Elektromotor mit einer nach außen geführten Kabelverbindung angetrieben beziehungsweise gesteuert werden. In beiden Fällen ist eine Verbindung der Pumpvorrichtung nach außerhalb des Körpers erforderlich, was das Infektionsrisiko für den Patienten erhöht.
Neben den über eine nach außen geführte Antriebs- oder Steu¬ erverbindung betriebenen Pumpvorrichtungen sind auch implan- tierbare Pumpen bekannt, die eine integrierte Stromversorgung aufweisen, das heißt, diese Pumpvorrichtung enthält eine Bat¬ terie oder einen Akkumulator, über den der integrierte Elektromotor betrieben wird. Diese Art von Pumpvorrichtung ist jedoch, nachdem eine Vielzahl von Einzelteilen benötigt wird, relativ aufwändig konzipiert und folglich teuer, so dass sie sich insbesondere für eine kurzzeitige Unterstützung bei¬ spielsweise des Herzens nicht eignet. Daneben kann die integ¬ rierte Stromversorgung nur für eine relativ begrenzte Zeit genutzt werden.
Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, eine Pumpvorrichtung anzugeben, die im Aufbau einfach ist und ohne inter- ne Stromversorgung oder nach außen geführte Versorgungs- oder Steuerleitungen betrieben werden kann.
Zur Lösung dieses Problems ist bei einer Pumpvorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass sie wenigstens ein mit einem externen veränderlichen Magnetfeld wechselwirkendes Element aufweist und derart ausgebildet ist, dass durch Wechselwirkung des Elements mit dem Magnetfeld ei¬ ne eine Pumpwirkung erzielende Bewegung eines mit dem Element verbundenen Einrichtungsteils erwirkbar ist.
Der Betrieb der erfindungsgemäßen Pumpvorrichtung erfolgt durch Wechselwirkung eines an einem beweglichen Einrichtungsteil angeordneten magnetischen oder magnetisierbaren Elements mit einem extern erzeugten, veränderlichen Magnetfeld. Über das veränderliche Magnetfeld kann, je nach Ausgestaltung der Pumpvorrichtung, worauf nachfolgend noch eingegangen wird, ein Drehmoment oder eine Kraft auf das Element und über die¬ ses auf das entsprechende Einrichtungsteil ausgeübt werden, so dass dieses Einrichtungsteil bewegt werden kann, wodurch die Pumpwirkung erreicht wird.
Bei der erfindungsgemäßen Pumpvorrichtung kommen folglich keine nach außen zu führende Steuer- oder Versorgungsleitun- gen zum Einsatz, nachdem für den Betrieb der Pumpe ausschließlich die Magnetfeldwechselwirkung genutzt wird. Auch ist eine integrierte Energie- oder Stromversorgung nicht er¬ forderlich, nachdem für den Pumpbetrieb kein vorrichtungssei- tig integrierter elektrischer Verbraucher benötigt wird. In- folgedessen kann die Pumpvorrichtung im Aufbau einfach gehalten werden, was sich vorteilhaft auf die Gestehungskosten auswirkt, so dass die erfindungsgemäße Pumpvorrichtung auch für Kurzzeiteinsätze verwendet werden kann. Auch ist mit ih¬ rem Einsatz keine Infektionsgefahr für den Patienten gegeben, nachdem keine nach außen geführten Leitungen etc. vorgesehen sind. Der Einsatz einer solchen erfindungsgemäßen Pumpvorrichtung kann unterschiedlicher Natur sein. Zum einen kann hierüber wie bereits beschrieben Blut gepumpt werden, um die Herztä¬ tigkeit zu unterstützen. Denkbar ist aber auch der Transport von venösem Blut, um z.B. Abflussbehinderungen zu überwinden. Auch ein Transport von Lymphflüssigkeit ist denkbar, wie auch ein Transport von Liquor, z.B. durch Integration der Pumpvorrichtung in einen ventrikuloperitonealen Shunt. Möglich ist weiterhin der Transport von intraokularer Flüssigkeit von der Hinterkammer in die Vorderkammer oder von der Vorderkammer in den Schlemm' sehen Kanal. Besonders vorteilhaft wäre hierfür die Möglichkeit, durch Pumpen einen Druckgradienten zu erzeugen, der hilft, in diesem Bereich häufig auftretende Verstop¬ fungen zu vermeiden. Ein weiteres Anwendungsgebiet ist die Tumortherapie. Über eine entsprechend ausgeführte Pumpein¬ richtung kann der Zufluss und Abfluss von Blut in und aus dem Tumor kontrolliert werden, womit die Wirksamkeit einer Chemo¬ therapie lokal deutlich gesteigert werden kann, in dem z.B. der venöse Blutstrom durch Kompression des Gefäßes so redu- ziert wird, dass das Chemotherapeutikum länger im Zielorgan verbleiben kann. Über eine ähnliche Einrichtung kann der Durchfluss in künstlich angelegten Shunts gesteuert werden. Dies ist z. B. vorteilhaft bei portosystemischen Shunts, bei denen ein zu geringer Blutdurchfluss die Umgehungswirkung des Shunts zunichte macht, während ein zu großer Durchfluss die Filterwirkung der Leber ausschaltet und zu einer zu geringen Elimination von Giftstoffen aus dem Blut führt. Je nach Einsatzzweck einer solchen Pumpvorrichtung kann diese unterschiedlich ausgestaltet sein, worauf nachfolgend eingegangen wird. Auch das extrakorporale Magnetsystem ist typischerweise anwendungsspezifisch gestaltet und insbesondere so geomet¬ risch klein wie möglich.
Nach einer ersten Erfindungsausgestaltung kann die Pumpvor- richtung in ein Hohlorgan einzusetzen sein, also beispielsweise in ein Gefäß. Eine solche Pumpvorrichtung weist einen in einem Einrichtungsgehäuse drehbar gelagerten Impeller auf, an dem das Element angeordnet ist, oder der selbst das Ele¬ ment bildet, also aus einem permanentmagnetischen Material, das mit einem biokompatiblen Überzug beschichtet ist, be¬ steht. Als ein solches Element kann beispielsweise ein Perma- nentmagnet oder ein magnetisierbares weichmagnetisches Ele¬ ment verwendet werden, das mit dem in diesem Fall zur Impel- lerrotation drehenden externen Magnetfeld zusammenwirkt. Je nach Drehgeschwindigkeit des externen Feldes kann die Rotati¬ onsgeschwindigkeit des Impellers variiert werden, worüber zwangsläufig auch der Durchfluss durch die Pumpvorrichtung variiert werden kann. Bei dieser Ausgestaltung wird also durch das rotierende Magnetfeld ein entsprechendes Drehmoment auf den Impeller oder Rotor ausgeübt und dieser in Rotation versetzt. Ein Magnetsystem, das generell im Rahmen der vor- liegenden Erfindung zum Wechselwirken mit dem vorrichtungs- seitig integrierten Element verwendet werden kann, ist bei¬ spielsweise in DE 101 42 253 Cl im Zusammenhang mit einer gastroenterologisch anzuwendenden Endoskopiekapsel beschrieben .
Für bestimmte Anwendungen kann es von Vorteil sein, den Impeller im Bedarfsfall zu arretieren, wozu erfindungsgemäß ei¬ ne gehäuseseitige Arretiereinrichtung vorgesehen sein kann. Eine solche Arretiereinrichtung kann beispielsweise derart ausgebildet sein, dass der Impeller durch Verändern des Magnetfelds in eine Arretierposition, in welcher er nicht drehbar ist, bewegbar ist. Hierzu kann beispielsweise die Achse des Impellers über eine axiale und/oder radiale Bewegung des Impellers, gesteuert über das externe Magnetfeld, in eine Ar- retierhalterung, insbesondere eine Arretiernut eingeführt werden. Zur Aufhebung der Arretierung ist das Magnetfeld in entsprechend umgekehrter Weise zu verändern, so dass die Im- pellerachse wieder aus ihrer Arretierhalterung herausbewegt wird und die Drehposition einnimmt. Zum Überführen in die Ar- retierhalterung ist beispielsweise eine Drehung entgegen der Standarddrehrichtung, in der die gewünschte Pumpwirkung er- zielt wird, bei gleichzeitigem axialen Bewegen in Achslängsrichtung denkbar.
Alternativ zur beschriebenen Arretierung des Impellers ge- steuert über das veränderbare Magnetfeld ist es auch denkbar, dass die Arretiereinrichtung ein über das oder ein weiteres externes Magnetfeld betätigbares bewegliches Arretierelement umfasst. Denkbar ist hier beispielsweise ein Stellzapfen oder dergleichen, der gehäuseseitig vorgesehen ist und in einer Arretierstellung in den Bewegungsweg des Impellers greift, so dass dieser arretiert beziehungsweise gesperrt ist. Dieser Stellzapfen, der beispielsweise selbst ein magnetisches oder weichmagnetisches Element sein kann, wird über das externe Magnetfeld in seine Arretierposition bewegt beziehungsweise zum Freigeben des Impellers aus dieser in eine Ruheposition bewegt, wozu er beispielsweise schwenkbar oder linear in den Bewegungsweg einfahrbar am Gehäuse oder einer sonstigen HaI- terung gelagert ist. Zur Vermeidung, dass das Arretierelement versehentlich im Rahmen der Magnetfeldwechselwirkung während des Pumpbetriebs betätigt wird, kann das Arretierelement ein solches sein, das zum Bewegen in die Arretierstellung eine deutlich größere Feldstärke benötigt, als sie das externe Magnetfeld zum Drehen des Impellers aufweist.
Eine weitere Alternativausführung einer Arretiereinrichtung sieht vor, dass diese über ein gehäuseseitig integriertes, über eine integrierte Stromversorgung oder eine mittels einer gehäuseseitigen Induktionsspule bereitgestellten Stromversorgung betreibbares elektrisches Stellelement, insbesondere ei- nen Elektromotor, bewegbares Arretierelement aufweist, wobei der Betrieb des Stellelements drahtlos oder über das oder ein externes Magnetfeld steuerbar ist. Bei dieser Ausgestaltung kommt zum Stellen des Arretierelements zwischen seiner Ruhe- und seiner Arretierposition ein elektrisches Stellelement wie beispielsweise ein Elektromotor zum Einsatz. Allein zum Betrieb dieses Elektromotors kann eine integrierte Stromversor¬ gung vorgesehen sein, wobei - nachdem das Stellelement nur höchstselten betätigt werden muss - die gespeicherte Energie über einen relativ langen Zeitraum im Bedarfsfall vorhanden ist. Alternativ ist es auch denkbar, gehäuseseitig eine In¬ duktionsspule vorzusehen, über die bei Bedarf über die Mag- netfeldinduktion der zum Betrieb des Elektromotors benötigte Strom bereitgestellt wird. Damit dies nicht bereits im übli¬ chen Pumpbetrieb, wenn also das Element mit dem externen ver¬ änderlichen Magnetfeld wechselwirkt, erfolgt, mithin also hierbei bereits versehentlich das Arretierelement bewegt wird, ist es zweckmäßig, wenn zum Induzieren des Betriebs¬ stroms für das elektrische Stellelement ein von der Feldstär¬ ke her höheres externes Magnetfeld benötigt wird, verglichen mit dem Antriebs-Magnetfeld.
Kommt eine integrierte Stromversorgung zum Einsatz, über die das elektrische Stellelement betrieben wird, so ist der Be¬ trieb des Stellelements ebenfalls drahtlos von außen her steuerbar, wozu beispielsweise ein entsprechender Empfänger im Gehäuse integriert ist, über den das elektrische Stellele- ment angesteuert werden kann, um das Arretierelement in die eine oder andere Stellung zu bewegen. Ein solcher Empfänger kann natürlich auch eingesetzt werden, wenn der Strom über die Induktionsspule bereitgestellt wird, um das Stellelement von außen beliebig anzusteuern.
Alternativ zur Ausgestaltung der Pumpvorrichtung als in das Innere eines Hohlorgans zu implantierende Rotationspumpe ist nach einer Erfindungsalternative vorgesehen, die Pumpvorrichtung manschettenartig auszugestalten, so dass sie um ein Hohlraumorgan herumgreifend zu setzen ist. Diese Pumpvorrichtung weist eine ein- oder mehrteilige, in jedem Fall zumin¬ dest abschnittsweise flexible Kunststoff-Hülle auf, an bezie¬ hungsweise in der einander im Wesentlichen gegenüberliegend zwei oder mehr Elemente, die mit dem externen veränderlichen Magnetfeld wechselwirken können, vorgesehen sind. Hier wird zur Erwirkung der Pumpwirkung die Pumpvorrichtung mit ihrer flexiblen Hülle deformiert, woraus eine Deformation des Hohl- Organs resultiert. Nachdem die mit dem Magnetfeld wechselwir¬ kenden Elemente einander gegenüberliegen, werden sie folglich über das hier nicht zwingend rotierende, aber in seiner Rich¬ tung zyklisch umgeschaltete Magnetfeld aktiv bewegt und in ihrer Relativposition zueinander verändert, was dazu führt, dass der Querschnitt des Gefäßes abwechselnd verkleinert und vergrößert wird. Hieraus lässt sich eine Pumpwirkung errei¬ chen, insbesondere, wenn mehrere solcher manschettenartigen Pumpvorrichtungen hintereinander angeordnet sind und der Rei- he nach, also zeitlich versetzt, entsprechend angesteuert werden, so dass sich eine an der ersten Pumpvorrichtung vorgenommene Gefäßverengung über die einzelnen Pumpvorrichtungen fortsetzen lässt. Es ergibt sich also eine Art peristaltische oder wellenartige Pumpwirkung.
Eine solche Pumpwirkung kann aber nicht nur durch Verwendung mehrerer Pumpvorrichtungen, die hintereinander geschaltet sind, erzielt werden, vielmehr kann sie auch durch eine einzige Pumpvorrichtung realisiert werden, die hierzu beispiels- weise über die axiale Länge der Pumpvorrichtung verteilt meh¬ rere einander gegenüberliegende Elementpaare aufweist, die jedoch zueinander radial versetzt sind, so dass die jeweili¬ gen Magnetisierungsrichtungen radial zueinander versetzt sind. Ein externes Magnetfeld übt in diesem Fall auf das EIe- mentpaar, dessen Magnetisierung in Feldrichtung liegt, die größte Kraft aus, das heißt, in diesem Bereich wird die Hülle am stärksten deformiert, während mit ihren Magnetisierungen hierzu anders stehende Elementpaare eine geringere Kraft er¬ fahren. Rotiert nun das Magnetfeld, so ändert sich die lokale Deformation der Hülle zwangsläufig, wobei die Deformation je¬ weils dort am größten ist, wo die Magnetisierungen der jeweiligen Elementpaare am besten bezüglich der Feldrichtung ausgerichtet sind. Beispielsweise können über die Länge der man¬ schettenartigen Pumpvorrichtung sechs Elementpaare axial hin- tereinander, radial jeweils um 60° zueinander versetzt und damit schraubenförmig angeordnet sein. Ein rotierendes Mag¬ netfeld bewirkt damit eine sich vom einen Ende der manschet- tenartigen Pumpvorrichtung zum anderen fortsetzende Hüllendeformation. Mithin wird die im Hohlorgan befindliche Flüssigkeit zwangsläufig in Richtung der fortschreitenden Gefäßverengung gefördert.
Zweckmäßig ist es, wenn die Elemente über das Magnetfeld ak¬ tiv aufeinander zubewegbar sind und über wenigstens ein Rückstellelement bei einer Abschaltung oder Reduktion des Magnetfelds wieder auseinanderbewegbar sind. Das externe Feld dient also ausschließlich dazu, den Hüllenquerschnitt zu verklei¬ nern. Bei abgeschaltetem Feld wird die Hülle wieder in ihre nicht deformierte Form mit einem größtmöglichen Querschnitt zurückgestellt, wozu als Rückstellelement bevorzugt eine Fe¬ der oder entsprechend mehrere Federn verwendet werden können. Diese Ausgestaltung ist zweckmäßig, da hierüber sicherge¬ stellt ist, dass bei abgeschaltetem Magnetfeld die Pumpvor¬ richtung stets geöffnet ist, mithin also auch das Hohlorgan stets offen ist.
Eine weitere vorteilhafte Erfindungsausgestaltung sieht vor, wenigstens einen drahtlos mit einer Empfangseinrichtung kommunizierenden Druck-, Impeller-Drehwinkel- und/oder Durchflusssensor vorzusehen. Über diesen Sensor kann beispielsweise bei einer Rotationspumpe der Durchfluss gemessen werden, so dass die Pumpwirkung kontrolliert und das das Magnetfeld erzeugende Magnetsystem gegebenenfalls entsprechend angesteu¬ ert werden kann, sofern eine Veränderung des Pumpbetriebs erforderlich ist. Bei einer manschettenartigen Pumpvorrichtung, bei der die zu pumpende Flüssigkeit nicht unmittelbar durch die Pumpvorrichtung fließt, kann eine entsprechende Informa¬ tion durch Messen des Drucks, den das über die Pumpvorrichtung zu verengende Hohlorgan auf den Sensor ausübt, erfasst werden .
Neben der Pumpvorrichtung selbst betrifft die Erfindung ferner eine Pumpeinrichtung, umfassend eine solche Pumpvorrich- tung, sowie eine Einrichtung zum Erzeugen eines veränderlichen Magnetfelds zum Betreiben der Pumpvorrichtung.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung er- geben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Pumpeinrichtung einer ersten Ausführungsform im Schnitt,
Fig. 2 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Pumpeinrichtung einer zweiten Ausführungsform im Schnitt,
Fig. 3 eine Aufsicht auf die Pumpeinrichtung aus Fig. 3,
Fig. 4 eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform ei¬ ner Pumpeinrichtung ähnlich der Einrichtung aus Fig. 3, und
Fig. 5 eine Seitenansicht der Pumpeinrichtung aus Fig. 5 zur Darstellung der Positionen der Elementpaare.
Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Pumpeinrichtung 1 einer ersten Ausführungsform, die in das Innere eines Hohlorgans 2, z.B. ein Gefäß, eingesetzt wird. Die Pumpeinrichtung 1 weist ein Gehäuse 3 aus einem biokompatiblen Material auf, das la¬ gefest an der Gefäßinnenwand fixiert werden kann. Im Inneren des Gehäuses 3, das an beiden Seiten offen ist und von Flüs¬ sigkeit, beispielsweise Blut, in Richtung des Pfeils A durch¬ strömt werden kann, ist ein drehbar gelagerter Impeller 4 vorgesehen. Zur Drehlagerung sind an den Gehäuseenden Halterungen 5 vorgesehen, in denen die Achse 6, hier deren Achs- zapfen, in entsprechenden Durchbrechungen aufgenommen ist. Am Impeller 4 ist ein Element 7, hier in Form eines Permanentmagneten 8 mit einer remanenten Magnetisierung, dargestellt durch beiden Pole „N" und „S", angeordnet. Dieses Ele¬ ment 7 wirkt mit einem über eine körperexterne Magnetfelder- zeugungseinrichtung 9, die hier nur exemplarisch dargestellt ist, erzeugten veränderlichen Magnetfeld Hext zusammen. Die Magnetfelderzeugungseinrichtung 9 ist im Stande, ein Feld mit ausreichender Feldstärke zu erzeugen und dieses rotieren zu lassen, und zwar um eine Drehachse, die im Wesentlichen der Achse 6 des Impellers 4 entspricht.
Das Element 7 und das externe Magnetfeld wechselwirken nun derart, dass über das externe rotierende Feld Hext ein Drehmo¬ ment auf das Element 7 und damit auf den Impeller 4 ausgeübt wird, dieser rotiert also mit dem rotierenden externen Magnetfeld. Hierüber kann aktiv der Flüssigkeitsstrom in Richtung des Pfeils A unterstützt werden.
Die Pumpeinrichtung 1 ist beispielsweise ca. 5 cm lang, der Impeller 4 erstreckt sich im Wesentlichen über die gesamte
Gehäuselänge. Der Permanentmagnet 8 weist beispielsweise eine Dicke von ca. 3,5 mm und eine Länge von beispielsweise 16 mm auf, bei einer Masse von z.B. 1 g. Er hat ein magnetisches Dipolmoment von angenommen 0,13 Am2. Die Magnetisierung des Permanentmagneten steht dabei senkrecht zur Drehachse des Im¬ pellers 4, so dass das Magnetfeld Hext ein Drehmoment auf den Magneten 8 und damit auf den Impeller 4 ausüben und diesen in Rotation versetzen kann.
Bei einer angenommenen (extern erzeugten) magnetischen Flussdichte am Ort des Permanentmagneten 8 von z.B. 50 mT beträgt das maximale Motor-Drehmoment 6,5 mNm. Die maximale Pumpleis¬ tung ergibt sich aus dem maximalen Drehmoment multipliziert mit der maximalen Drehzahl. Nimmt man für die maximale Dreh- zahl z.B. 10.000 U/min beziehungsweise 167 U/s an, so erhält man eine maximale Motorleistung Pmax = 1,0 W. Die Pumpleistung ergibt sich aus (l/Pumpwirkungsgrad) x Pumpdruckdifferenz x Volumenstrom. Bei einem realistischen Pumpwirkungsgrad von z.B. 70 %, einer Druckdifferenz von 100 mm Hg und einen Volumenstrom vom 2,5 l/min erhält man eine Pumpleistung von 0,72 W, die etwas geringer ist als die maximale Motorleistung Pmax. Die Pumpleistung des menschlichen Herzens liegt in Ruhe bei ca. 5 l/min, so dass mit diesem aktiv geförderten Volumenstrom bereits eine deutliche Entlastung und Unterstützung des Herzens erreicht werden würde. Diese grobe Betrachtung gilt z. B. für Venen oder Arterien mit einem Durchmesser von meh- reren Millimetern.
Die Magnetfelderzeugungseinrichtung 9 ist bevorzugt röhrenförmig ausgeführt, an ihr sind mehrere, z. B. 6, einzeln bestrombarer Spulen axial und radial verteilt angeordnet. Der Patient, dem die Pumpeinrichtung 1 implantiert wurde, wird zum Betrieb derselben zur kurzzeitigen medizinisch indizierten Unterstützung in diese Röhre gefahren, wonach durch entsprechende Ansteuerung der einzelnen Spulen das rotierende Magnetfeld Hext wie gefordert erzeugt wird.
Gehäuseseitig ist an der Pumpeinrichtung 1 ferner ein Sensor 10 vorgesehen, dem, wie durch die Antenne 11 dargestellt ist, eine drahtlose Übertragungseinrichtung zugeordnet ist. Dieser Sensor misst beispielsweise die Ausrichtung bzw. den Drehwin- kel des Impellers und darüber die Zahl der Impellerumdrehun- gen sowie den Volumenstrom, der durch die Pumpeinrichtung 1 gefördert wird, wobei die Sensorsignale drahtlos beispiels¬ weise an die Magnetfelderzeugungseinrichtung 9 gegeben werden, die je nach Messwert und Erfordernis gegebenenfalls das erzeugte Magnetfeld Hext entsprechend nachregelt, um bei¬ spielsweise die Drehzahl zu erhöhen oder zu erniedrigen.
Zur Vermeidung einer unbeabsichtigten Bewegung des Impellers 4 bei abgeschaltetem externen Magnetfeld ist gehäuseseitig eine Arretiervorrichtung 12, hier in Form eines schwenkbaren Sperrzapfens 13 vorgesehen, der zwischen einer nicht sperrenden Stellung (durchgezogen dargestellt) und einer sperrenden Stellung (gestrichelt dargestellt), in welcher er in den Ro¬ tationsweg des Impellers 4 greift, bewegt werden kann. Hierzu kann das externe Magnetfeld verwendet werden, das beispiels¬ weise zum Schwenken des Sperrzapfens 13 aus der sperrenden Stellung in die nicht sperrende Stellung eine hinreichend starke Komponente in Richtung der Impellerdrehachse aufweisen muss. Der Sperrzapfen 13 besteht dabei aus einem magnetischen oder magnetisierbaren Material, so dass er mit dem externen Feld wechselwirken kann.
Eine hier zusätzlich dargestellte Alternative sieht eine Ar¬ retiervorrichtung 12 umfassend einen Elektromotor 14 vor, dem ebenfalls ein Sperrzapfen 15 zugeordnet ist, der zwischen ei¬ ner nicht sperrenden und einer sperrenden Stellung bewegt werden kann. Der Elektromotor 14 ist ein elektrischer
Verbraucher, benötigt zu seinem Betrieb zum Verstellen des Stellzapfens 15 also Strom. Dieser kann beispielsweise über eine integrierte Stromversorgung 16 geliefert werden. Bei dieser integrierten Stromversorgung kann es sich aber auch um eine Induktionsspule handeln, in der bei anliegendem externen Feld, das auch in diesem Fall beispielsweise zur Erzeugung eines ausreichenden Stroms eine deutlich höhere Feldstärke als das Rotationsfeld aufweist, Strom induziert wird. Die An¬ steuerung des Elektromotors 14 erfolgt auch hier drahtlos beispielsweise über eine nicht näher gezeigte Steuerungsein¬ richtung oder über die Magnetfelderzeugungseinrichtung 9, wozu der Elektromagnet 14 eine entsprechende Empfangseinrich¬ tung aufweist, wie durch die Antenne 17 dargestellt ist.
Aus Übersichtlichkeitsgründen sind in Fig. 1 der Sensor 10, die Antenne 11 und die verschiedenen Arretiervorrichtungen 12 mit ihren Einzelelementen im Inneren des Gehäuses bzw. nach Innen ragend angeordnet. Tatsächlich werden diese Elemente aber in die Gehäusewand integriert, so dass sie keinen zu- sätzlichen Strömungswiderstand bilden. Fig. 2 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform einer Pumpeinrichtung 19. Diese Pumpeinrichtung 19 ist manschettenartig ausgeführt und wird in ein Hohlorgan 23, auch hier beispielsweise ein Gefäß, gelegt. Sie umfasst eine Hülle 20 aus einem Kunststoffmaterial, die einteilig oder mehrtei¬ lig sein kann, in jedem Fall aber bevorzugt vollständig fle¬ xibel ist. In der Hülle 20 sind im gezeigten Beispiel über die Länge verteilt Elemente 21, die in diesem Beispiel über ein externes Magnetfeld Hext magnetisierbar sind, paarweise einander gegenüberliegend angeordnet. Durch die Anordnung und die entsprechende Magnetisierung liegen sich pro Elementpaar jeweils ein Nordpol N und ein Südpol S gegenüber, das heißt, bei anliegendem magnetisierendem Feld Hext ziehen sich die einander gegenüberliegenden Elemente 21 also an. Das externe Magnetfeld wird beispielsweise sinusförmig über die Zeit an¬ gelegt, siehe hierzu Fig. 3, das heißt, die Elemente 21 wer¬ den wechselweise auf- und entmagnetisiert. Während der Auf¬ magnetisierung ziehen sich also die beiden Hüllenhälften an, ihr Abstand verringert sich, das dazwischen liegende Hohlor- gan wird zusammengedrückt. Zur Zurückstellung bei sinkendem Magnetfeld Hext sind Rückstellelemente 22 in Form von Federn vorgesehen, wozu bevorzugt eine definierte gebogene Form auf¬ weisende Blattfedern verwendet werden. Diese werden durch die sich anziehenden Elemente 21 deformiert, es wird also eine Rückstellkraft aufgebaut. Lässt die magnetische Wechselwir¬ kung zwischen den Elementen feldbedingt nach, so werden sie über die relaxierenden Federelemente 22 wieder voneinander wegbewegt, das heißt, die beiden Hüllenhälften öffnen sich wieder, das Hohlorgan 23 wird wieder entlastet. Wird eine e- lastische Kunststoffhülle verwendet, so können die Federele¬ mente 22 entfallen, da die Eigenelastizität der Hülle für die Rückstellung sorgt.
Auf diese Weise kann also ebenfalls eine Pumpbewegung durch kontinuierliche Deformation beziehungsweise Querschnittsver¬ ringerung des Gefäßes erwirkt werden. Dabei kann das externe Magnetfeld nicht nur sinusförmig vari¬ iert werden, sondern auch gleichzeitig über die Länge der Pumpeinrichtung 19 wandern, so dass nacheinander die einzelnen Elementpaare aufmagnetisiert werden und sich eine vom ei- nen Ende der Hülle 20 zum anderen fortsetzende Deformation der Hülle 20 und damit des Hohlorgans 23 ergibt. So kann also eine echte gerichtete, peristaltische oder wellenartige Pump¬ wirkung erreicht werden, wenn das Magnetfeld in der beschrie¬ benen Weise mit hinreichend genauer lokaler Auflösung vari- iert werden kann. Ein Einsatz wäre z. B. bei Anordnung der
Pumpvorrichtung in einer Beinvene oder -arterie, da hier ein im Durchmesser relativ kleines und lokal am Bein, dieses umgebendes Spulensystem verwendet werden kann, mit dem die be¬ nötigte lokale Feldauflösung für die Einzelansteuerung der Elementpaare möglich wäre.
Nachdem die manschettenartige Pumpeinrichtung 19 nicht innerhalb des Hohlorgans 23, sondern außerhalb angeordnet ist, ist zur Erfassung des Durchflusses bei dieser Ausgestaltung ein Sensor 24 in Form eines Drucksensors vorgesehen, der auch hier seine Messergebnisse drahtlos beispielsweise an die Mag¬ netfelderzeugungseinrichtung 9, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist und wie sie natürlich auch hier zum Betrieb der Pumpeinrichtung 19 verwendet wird, sendet, die dann nach entsprechender Signalverarbeitung gegebenenfalls das erzeugte externe Feld Hext variiert und anpasst.
Fig. 4 zeigt schließlich eine weitere erfindungsgemäße Aus¬ führungsform einer Pumpeinrichtung 25, die ähnlich der Pump- einrichtung 19 aus Fig. 2 aufgebaut ist. Auch sie ist man¬ schettenartig ausgeführt und um ein Hohlorgan 26 zu legen, wo die Pumpeinrichtung 25 (wie auch natürlich die Pumpeinrichtung 19) über ihre Länge geöffnet werden kann, um das jewei¬ lige Hohlorgan aufzunehmen. Auch hier ist eine Hülle 27 aus einem flexiblen Kunststoffmaterial vorgesehen. Ferner sind auch hier Elementpaare bestehend aus jeweils zwei Elementen 28 vorgesehen, die paarweise einander gegenüberliegend ange- ordnet sind. Im gezeigten Beispiel sind über die Länge ver¬ teilt drei Elementpaare I, II und III vorgesehen, wobei selbstverständlich auch mehr Elementpaare angeordnet werden können. Die Elementpaare I, II und III sind bei dieser Aus- führungsform radial versetzt zueinander angeordnet, der Winkel zwischen zwei Elementpaaren beträgt beispielsweise 45°.
Fig. 5 zeigt beispielhaft die Positionen über die Länge der Hülle 27, an denen die Elementpaare I, II und III angeordnet sind. Bei dieser Ausgestaltung, bei der es sich bei den Elementen 28 ebenfalls um über das externe Feld magnetisierbare und entmagnetisierbare Elemente handelt, wird das externe Feld ebenfalls beispielsweise sinusförmig verlaufend ange¬ legt, jedoch rotiert es gleichzeitig um die Längsachse der manschettenartigen Pumpeinrichtung 25, so dass im Rahmen einer 360°-Drehung jedes der Elementpaare I, II und III mit seiner ausgezeichneten Magnetisierungsachse vom externen Magnetfeld voll beaufschlagt und damit aufmagnetisiert wird, sich mithin also die maximale Wechselwirkung zwischen zwei Elementen eine Paares einstellt, wenn das sich drehende Mag¬ netfeld im entsprechenden Winkel anliegt. Auch hierüber kann also eine vom einen Hüllenende zum anderen fortlaufende De¬ formation für eine gerichtete Pumpwirkung realisiert werden. Auch bei dieser Ausführung der Pumpeinrichtung 25 sind ent- sprechende Rückstellelemente vorgesehen, um die Hülle 27 wie¬ der aufzuweiten, wie diesbezüglich der Ausgestaltung gemäß den Figuren 2 und 3 beschrieben wurde. Gleichermaßen kann auch hier ein entsprechender Sensor vorgesehen sein, über den der Druck, den das Hohlorgan 26 auf die Innenseite der Hülle 27 ausübt, erfasst werden kann.

Claims

Patentansprüche
1. In den menschlichen oder tierischen Körper implantierbare Pumpvorrichtung zum Pumpen einer Flüssigkeit, insbesondere von Blut, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass sie wenigstens ein mit einem externen veränderlichen Magnetfeld (Hext) wechselwirkendes Element (7, 21, 28) auf¬ weist, und derart ausgebildet ist, dass durch Wechselwirkung des Elements (7, 21, 28) mit dem Magnetfeld (Hext) eine eine Pumpwirkung erzielende Bewegung eines mit dem Element (7, 21, 28) verbundenen Einrichtungsteils (4, 20, 27) erwirkbar ist.
2. Pumpvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die in ein Hohlorgan (2) einzusetzende Pumpvorrichtung (1) einen in einem Einrichtungsgehäuse (3) drehbar gelagerten Impeller (4) aufweist, an dem das Element (7) angeordnet ist, oder der selbst das Element bildet.
3. Pumpvorrichtung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass eine gehäuseseitige Ar¬ retiereinrichtung (12) zum Arretieren des Impellers (4) vor¬ gesehen ist.
4. Pumpvorrichtung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Impeller (4) durch Verändern des Magnetfelds (Hext) in seine oder an seiner Arre¬ tierposition bewegbar ist.
5. Pumpvorrichtung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Achse (6) des Im¬ pellers (4) durch eine axiale und/oder radiale Bewegung des Impellers (4) in eine Arretierhalterung (18), insbesondere eine Arretiernut einführbar ist.
6. Pumpvorrichtung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Arretiereinrichtung (12) ein über das externe Magnetfeld betätigbares bewegliches Arretierelement (13) umfasst.
7. Pumpvorrichtung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Arretiereinrichtung (12) ein über ein gehäuseseitig integriertes, über eine in¬ tegrierte Stromversorgung (16) oder eine mittels einer gehäu- seseitigen Induktionsspule bereitgestellten Stromversorgung betreibbares elektrisches Stellelement, insbesondere einen Elektromotor (14) bewegbares Arretierelement (15) aufweist, wobei der Betrieb des Stellelements drahtlos oder über das oder ein externes Magnetfeld steuerbar ist.
8. Pumpvorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die um ein Hohlorgan (23, 26) herumgreifend zu setzende Pumpvorrichtung (19, 25) eine ein- oder mehrteilige, zumindest abschnittsweise flexib¬ le Hülle (20, 27) aufweist, an der einander im wesentlichen gegenüberliegend zwei oder mehr Elemente (21, 28) vorgesehen sind.
9. Pumpvorrichtung nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Elemente (21, 28) über das Magnetfeld (Hext) aktiv aufeinander zu bewegbar sind und über wenigstens ein Rückstellelement (22) oder die Eigen¬ elastizität der elastischen Hülle selbst bei einer Abschal¬ tung oder Reduktion des Magnetfelds (Hext) wieder auseinander bewegbar sind.
10. Pumpvorrichtung nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Rückstellelement (22) eine Feder ist.
11. Pumpvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass we¬ nigstens ein drahtlos mit einer Empfangseinrichtung kommuni- zierender Druck-, Impeller-Drehwinkel- und/oder Durchfluss¬ sensor (10, 24) vorgesehen ist.
12. Pumpeinrichtung, umfassend eine Pumpvorrichtung (1, 19, 25) nach einem der vorangehenden Ansprüche, sowie eine Einrichtung (9) zum Erzeugen eines veränderlichen Magnetfelds (Hext) zum Betreiben der Pumpvorrichtung (1, 19, 25).
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