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Diese
Erfindung betrifft Blut-Vorratsbehälter, die in Herz-Lungen-Maschinen
verwendbar sind, und insbesondere einen Vorratsbehälter, der
den Herz-Lungen-Kreislauf als Sicherheitsmaßnahme automatisch abschaltet,
wenn die Flüssigkeit
im Vorratsbehälter
erschöpft
ist.
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Bei
der Chirurgie am offenen Herzen wird herkömmlicherweise eine Herz-Lungen-Maschine verwendet,
um das Blut des Patienten umzuwälzen und
mit Sauerstoff zu versorgen, während
das Herz stillsteht. Die Herz-Lungen-Maschine weist herkömmlicherweise einen Venen-Vorratsbehälter auf, der
als ein Puffer im extrakorporalen Herz-Lungen-Kreislauf wirkt, indem
er aus dem Kreislaufsystem des Patienten umgelenktes Blut speichert,
bis es durch einen Oxygenator in das Kreislaufsystem des Patienten
zurückgepumpt
wird.
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Weil
sich während
der Chirurgie am offenen Herzen eine erhebliche Blutmenge in die
Brusthöhlung
ergießt,
wird der Venen-Vorratsbehälter
häufig mit
einer Kardiotomiefilter- und
Entschäumungsanordnung
kombiniert. Diese Anordnung filtert und entschäumt aus der Brusthöhlung durch
eine Ansaugpumpe herausgesaugtes Blut und führt es in den Herz-Lungen-Kreislauf
zurück,
indem sie es in den Venen-Vorratsbehälter einführt.
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Der
Bediener der Herz-Lungen-Maschine, der auch als Perfusionist bezeichnet
wird, muss im Venen/Kardiotomie- Vorratsbehälter ein
Niveau beibehalten, so dass Luft nicht in das Kreislaufsystem des
Patienten gepumpt wird, wo es große körperliche Schäden hervorrufen
würde.
Daher besteht eine Funktion des Vorratsbehälters darin, als eine Flüssigkeitsdichtung
gegen das Eindringen von Luft in die Leitungen zu wirken. Eine andere
Funktion besteht darin, als ein Luft-Flüssigkeits-Trenner für das vom Operationsgebiet
abgesaugte Kardiotomieblut zu wirken.
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Eine
weitere Aufgabe des Perfusionisten besteht darin, sowohl das Gesamtvolumen
als auch die Verteilung des Bluts zwischen dem Patienten und dem
Bypass-Kreis zu steuern. Weil das Blut des Patienten bei einer Bypass-Operation
im Allgemeinen in erheblichem Maße verdünnt wird, bietet der Vorratsbehälter einen
Raum für
das zusätzliche
Fluidvolumen, ein Mittel zum Einstellen des Fluidvolumens innerhalb
und außerhalb
des Patienten und ein Mittel zum Messen der Fluidmenge außerhalb
des Körpers. Folglich
muss der Vorratsbehälter
in der Lage sein, das Blutvolumen in dem Vorratsbehälter fortlaufend anzugeben.
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Venen-Vorratsbehälter sind
gegenwärtig
in zwei Grundversionen im Handel erhältlich, nämlich als Hartmanteltasche
und als Weichmanteltasche. Der Hartmantel-Vorratsbehälter besteht
aus einem steifen, geformten Kunststoffeimer, einem geformten Deckel
und häufig
einer Filter-/Entschäumeranordnung
zum Verarbeiten des aus dem Operationsgebiet abgesaugten Bluts.
Hartmantel-Vorratsbehälter haben
typischerweise eine Kapazität
von drei bis vier Litern an Fluid. Der steife Behälter ermöglicht das
Anbringen von Markierungen, welche das Volumenniveau im Vorratsbehälter mit
ausreichender Genauigkeit für
die Verwendung in der Klinikumgebung angeben. Der Hartmantel- Vorratsbehälter wird
typischerweise als ein offenes (zur Atmosphäre belüftetes) System betrieben. Ein
Nachteil des Hartmantel-Vorratsbehälters besteht darin, dass der
Perfusionist fortlaufend das Flüssigkeitsniveau überwachen muss,
um ein vollständiges
Abziehen und anschließendes
Pumpen von Luft in den Patienten zu verhindern.
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Weichtaschen-Vorratsbehälter bestehen
typischerweise aus Lagen eines flexiblen PVC-(Polyvinylchlorid)-Films,
die um die Ränder
gedichtet sind, so dass eine Tasche gebildet ist. Weiche Taschen werden
typischerweise als ein geschlossenes (nicht belüftetes) System betrieben. Wenn
das Volumen in der Tasche abnimmt, fällt die Tasche in sich selbst
zusammen. Weil es in dem System normalerweise nur wenig oder keine
Luft gibt, ist es schwieriger, im Fall eines vollständigen Entleerens
der Tasche Luft zu pumpen. Eine gewisse grobe Filter-/Entschäumungsfähigkeit
ist in die weiche Tasche aufgenommen, es wird jedoch im Allgemeinen
ein getrennter Kardiotomie-Vorratsbehälter verwendet, um die Filtrierungs-, Entschäumungs-
und Luft-Flüssigkeits-Trennungs-Aufgaben
des abgesaugten Bluts zu behandeln.
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Die
Kapazität
der weichen Vorratsbehälter-Taschen
ist typischerweise kleiner als zwei Liter. Damit die Tasche frei
kollabieren kann, wenn sie entleert wird, müssen die gegenüberstehenden
Wände eine
ausreichende Nähe
aufweisen und relativ parallel zueinander verlaufen. Dies erzwingt,
dass die Form der Tasche verhältnismäßig lang
und dünn
ist und dass ein großer
externer Tragrahmen erforderlich ist, um die weiche Tasche in einer
aufrechten Position zu halten. Weil das Volumen der Tasche veränderlich
ist, hängt
die Genauigkeit jeglicher Volumenmarkierungen von der Form der im
Tragrahmen positionierten Tasche ab. Im Allgemeinen muss der Perfusionist
das Blutvolumen in einem weichen Vorratsbehälter grob schätzen.
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In
EP-A-0 401 016 ist ein kombinierter Hartmantel- und Weichmantel-Vorratsbehälter offenbart, wobei
venöses
Blut in eine weiche Tasche geleitet wird und Kardiotomieblut in
einen steifen Vorratsbehälter,
aus dem es in die weiche Tasche abgegeben werden kann, geleitet
wird. Die Probleme der Messgenauigkeit bleiben bestehen.
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Die
vorliegende Erfindung überwindet
die vorstehend beschriebenen Mängel
des Stands der Technik durch Bereitstellen eines Blut-Vorratsbehälters für Herz-Lungen-Maschinen mit:
- a) einem steifen, belüftbaren Gehäuse,
- b) einem Bluteinlass an dem Gehäuse zum Einleiten von Blut
in dieses,
- c) einer flexiblen Tasche, die dichtend mit der Unterseite des
Gehäuses
in Fluidkommunikation damit verbunden ist, wobei die Tasche dafür eingerichtet
ist, bei Nichtvorhandensein von Flüssigkeit in der Tasche dichtend
zusammenzufallen, und
- d) einem Blutauslass an der Tasche an dem Ende von dieser, der
dem Gehäuse
gegenübersteht, um
Blut aus dem Gehäuse
und der Tasche auszustoßen,
wobei die Unterseite des Gehäuses
zu der Tasche hin mit einer Verengung versehen ist bzw. konisch
zulaufend ist, so dass ein im Wesentlichen rechteckiger, länglicher,
schmaler Übergang zwischen
dem Gehäuse
und der Tasche bereitgestellt ist, wobei die Tasche aus einem Paar
paralleler, flexibler Filme besteht. Diese Konfiguration stellt
die große
Kapazität,
die Lufthandhabungs- und die Filtrations-/Entschäumungsfähigkeit eines steifen Vorratsbehälters zusammen
mit den zusammenfaltbaren Wänden und
der Luftbolus-Retardation
eines Weichtaschen-Vorratsbehälters
bereit, wobei jedoch die Volumengenauigkeit eines steifen Vorratsbehälters im
Wesentlichen beibehalten wird.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der Erfindung werden nun nur als Beispiel mit Bezug auf die anliegenden
Zeichnungen beschrieben.
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1 zeigt
schematisch einen herkömmlichen
Herz-Lungen/Kardiotomie-Kreislauf,
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2 zeigt
schematisch einen herkömmlichen
Herz-Lungen/Kardiotomie-Kreislauf
mit einem Weichtaschen-Venen-Vorratsbehälter,
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3 ist
eine Seitenansicht eines Vorratsbehälters mit einer weichen Spitze
gemäß der Erfindung,
und
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4 ist
eine Vorderansicht des Vorratsbehälters aus 3.
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Wie
am besten in den 1 und 2 dargestellt
ist, bildet eine herkömmliche
Herz-Lungen-Maschine 10 einen extrakorporalen Herz-Lungen-Kreislauf 12,
der in der in 1 dargestellten Hartmantel-Venen/Kardiotomie-Vorratsbehälterversion
das Blut des Patienten 14 aus der Hohlvene (schematisch
bei 16 dargestellt) in einen Venen/Kardiotomie-Vorratsbehälter 18 umlenkt
und das Blut dann aus dem Vorratsbehälter 18 durch eine
Pumpe 20, einen Blutoxygenator 22 und einen Arterienfilter 24 in
die Aorta (bei 26 schematisch dargestellt) pumpt. Ein Kardiotomiekreislauf 28 verläuft von
der Kardiotomie-Saugvorrichtung 30 durch die Kardiotomiepumpe 32 und
verbindet den Herz-Lungen-Kreislauf 12 am
Einlass mit dem Filter-/Entschäumerabschnitt 34 des
Vorratsbehälters 18.
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Bei
der in 2 dargestellten Ausführungsform des Weichtaschen-Venenvorratsbehälters hat der
Kardiotomiekreislauf 28 seinen eigenen Kardiotomie-Vorratsbehälter 36,
der den Filter-Entschäumer 34 enthält. Das
gefilterte und entschäumte
Kardiotomieblut verbindet sich mit dem venösen Blut im Weichtaschen-Venenvorratsbehälter 38,
von wo es durch den Herz-Lungen-Kreislauf 12 zum
Patienten 14 zurückgeführt wird.
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Die
Erfindung kombiniert die Vorteile der Ausführungsformen aus den 1 und 2 durch Ersetzen
des. in 1 dargestellten Vorratsbehälters 18 durch
den in den 3 und 4 detailliert (wenn
auch etwas schematisch) dargestellten erfindungsgemäßen Venen/Kardiotomie-Vorratsbehälter 40.
In diesen Figuren bezeichnet 42 das steife Gehäuse des
Vorratsbehälters 40,
das an seinem oberen Ende durch einen abgedichteten schützenden Deckel 44 geschlossen
ist. Eine Lüftungsöffnung 45 am
Deckel 44 ermöglicht,
dass Luft in das Gehäuse 42 eintritt
und aus diesem austritt.
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Der
Deckel 44 trägt
auch den Einlassverbinderverteiler 46, der die Verbinder 48 aufweist,
an dem die Schläuche
(nicht dargestellt) angebracht sind, die venöses Blut und Kardiotomieblut
zum Vorratsbehälter 40 bringen.
Die Ausgabe des Verteilers 46 wird in die Filter-/Entschäumerpatrone 50 abgegeben,
die über
der Unterseite des Deckels 44 schwebend angeordnet ist.
Der Filter/Entschäumer 50 kann
eine herkömmliche
Konstruktion aufweisen, bei der Schichten von Kunststoffschaum und
Gewebe verwendet werden, um Teilchen aus dem Blut herauszufiltern
und jegliche Luftblasen, die sich darin befinden, aufzubrechen.
Das gefilterte und entschäumte venöse Blut
und Kardiotomieblut fließt
zur Lagerung in den Hauptteil des Gehäuses 42.
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Vorzugsweise
ist der Boden des Gehäuses 42 gekrümmt, so
dass er in eine Tülle 52 mit
einer länglichen,
schmalen, rechteckigen Form übergeht, an
der eine flexible PVC-Film-Auslassspitze 54 angebracht
ist, die in einem Auslassverbinder 56 endet. Die Auslassspitze 54 besteht
aus einem Paar flexibler Filme 58, 60 (3),
die bei 62 verbunden sind, um eine flache Tasche zu bilden,
deren oberes Ende mit dem oberen Ende der Tülle 52 versiegelt
ist und welche schon an sich vorgespannt ist, so dass sie dichtend
in sich selbst zusammenfällt,
wenn sie nicht mit Flüssigkeit
gefüllt
ist.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform beträgt die Volumenkapazität des Gehäuses 42 in etwa
3,6 Liter (> 90 der
Gesamtkapazität
des Vorratsbehälters 40).
Die Volumenkapazität
der Auslassspitze 54 beträgt etwa 0,4 Liter (< 10 % der Gesamtkapazität). Das
Fluidvolumen im Gehäuse 42 kann
genau gemessen werden, und das Fluidvolumen in der Auslassspitze 54 kann
nicht so genau gemessen werden. Weil die Auslassspitze 54 jedoch
verhältnismäßig klein
ist, hat sie nur einen geringen Einfluss auf die Genauigkeit der Gesamtvolumenmessung. Folglich
reicht die Volumengenauigkeit des Vorratsbehälters 40 gemäß dieser
Erfindung für
eine Bestimmung des extrakorporalen Blutvolumens in einer Klinikumgebung
aus. Das Flüssigkeitsvolumen
im Vorratsbehälter 40 ist
durch die Abstufungen 64, 66 am Gehäuse 42 bzw.
der Spitze 54 angegeben.
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Die
gekrümmte
Form der Tülle 52 ist
in der Hinsicht wichtig, dass sie einen glatten Übergang für die Blutströmung zwischen
dem Gehäuse 42 und
der Spitze 54 ermöglicht
(wodurch das Bluttrauma minimiert wird), und sie ermöglicht,
dass die Spitze 54 die im Wesentlichen parallele Filmkonfiguration
in unmittelbarer Nähe
aufweist, die für
das dichtende Zusammenfalten der Wand erforderlich ist, wenn die
Flüssigkeit
entfernt wird. Zusätzlich
stellt die Tüllenform eine
Befestigungszone zwischen dem Gehäuse 42 und der Spitze 54 bereit,
die für übliche Montageverfahren,
wie Heißsiegeln,
Klebstoff- oder Lösungsmittelzusammenfügen bzw.
-bonden, Hochfrequenzschweißen
oder mechanische Befestigungselemente, geeignet ist.
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Es
wird verständlich
sein, dass der erfindungsgemäße Vorratsbehälter eine
Volumengenauigkeit bewahrt, die für klinische Messzwecke ausreicht,
jedoch eine erhöhte
Sicherheit bereitstellt, indem das Einbringen von Luft in den stromabwärts gelegenen
Herz-Lungen-Kreislauf verhindert wird, falls versehentlich zugelassen
wird, dass der Vorratsbehälter 40 während der
Chirurgie leer wird.
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Eine
zusätzliche
Verwendung des Vorratsbehälters 18 aus 1 ist
das Sammeln von Drainagefluiden aus der Brusthöhlung des Patienten, nachdem
der Patient 14 von der Herz-Lungen-Maschine 10 getrennt
worden ist. Für
diesen Zweck wird ein leichtes Vakuum mit der Lüftungsöffnung (45 in 3)
des Vorratsbehälters 18 verbunden,
der Auslass des Vorratsbehälters 18 wird
verschlossen, und die Fluide aus dem Brustkorb werden durch den
Vakuumabfall in den Vorratsbehälter 18 gezogen,
wo sie angesammelt werden, während
auf ihre Entsorgung gewartet wird.
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Der
weiche Venenvorratsbehälter 38 aus 2 ermöglicht diese
zusätzliche
Verwendung nicht, weil die weiche Tasche unter einem Vakuum zusammenfallen
würde und
nicht zur Lagerung verwendbar wäre.
Beim erfindungsgemäßen Vorratsbehälter 40 bleibt
die postoperative Verwendbarkeit des Vorratsbehälters 40 jedoch trotz
des Vorhandenseins der flexiblen Spitze 54 bewahrt, weil
das Gehäuse 42,
das bei einem Vakuum nicht zusammenfällt, ausreichend Volumen behält, um das
postoperative Lagern von aus der Brusthöhlung abgezogenen Fluiden zu
ermöglichen.