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Bereich der
Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft
im Allgemeinen Kreislaufunterstützungssysteme
und Herzkreislauf-Bypass-Systeme. Insbesondere betrifft es Kreislaufunterstützungssysteme
zum Isolieren von Organsystemen für eine getrennte Perfusion
mit eier geschlossenen Schleife.
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Hintergrund der Erfindung
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Kreislaufunterstützungssysteme werden in vielen
verschiedenen medizinischen Einstellungen verwendet, um die pumpende
Funktion eines Herzens eines Patienten zu ergänzen oder zu ersetzen. Anwendungen
von Kreislaufunterstützungs-Systemen
und Verfahren beinhalten unter anderem, ein Erhöhen der Leistung des Herzens
bei Patienten mit einem Herzfehler, Wiederbeleben von Opfern eines schweren
Traumas oder einer Verletzung und Unterstützen von Kreislauffunktionen
eines Patienten während
einer Operation.
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Ein bestimmter Typ eines Kreislaufunterstützungssystems,
bekannt als Herzkreislauf-Bypass(CPB)-System, wird eingesetzt, um
die Funktionen des Herzens und der Lungen zeitweise zu ersetzen,
indem ein Fluss von mit Sauerstoff angereichertem Blut zu dem Kreislaufsystem
des Patienten zugeführt
wird. Das CPB-System leitet Sauerstoff armes Blut aus dem Venensystem
des Patienten ab,. leitet es durch einen Blut-Oxygenator und pumpt
das mit Sauerstoff angereicherte Blut zurück in das Arteriensystem des
Patienten. CPB-Systeme können
zur direkten Kanüleneinführung der
unteren und oberen Hohlvene oder des rechten Vorhofs und der Aorta ausgestaltet
sein, oder sie können
zur peripheren Kanüleneinführung durch
die Oberschen kelvene oder Drosselvene und die Oberschenkelarterie
eingerichtet sein. Das Herzkreislauf-Bypass-System erlaubt das Herz
des Patienten vorübergehend
anzuhalten, z. B. bei einem Herzstillstand, bei Stillstand aufgrund von
Hypothermie oder bei Fibrillation, um eine Vielzahl von Herz-Lungenoperationen
auszuführen.
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Frühere CPB-Systeme sind im Allgemeinen eingerichtet
gewesen, eine einzelne Herzkreislaufschleife bereitzustellen, um
dem gesamten Körper mit
Sauerstoff angereichertes Blut von einer einzelnen CPB-Pumpe zuzuführen. Somit
bekommen alle Organsysteme des Körpers
mit Sauerstoff angereichertes Blut mit demselben Druck und derselben Temperatur
und mit derselben Blutzusammensetzung. Dieser Einzel-Schleifen-Aufbau
besitzt bedeutsame Einschränkungen
bei vielen medizinischen Umständen.
Es wurde z. B. erkannt, dass die optimale Perfusionstemperatur zur
Organkonservierung während
einer längeren
Kreislaufunterstützung
für unterschiedliche
Organe des Körpers
unterschiedlich ist. Auch unterschiedliche chemische Zusammensetzungen
des Blutes sind zur Konservierung verschiedener Organsysteme vorteilhaft.
Für eine
optimale Konservierung aller Organsysteme in dem Körper wäre es wünschenswert,
in der Lage zu sein, verschiedene Organsysteme mit verschiedenen
Pervusaten ausgewählt
künstlich
zu durchbluten.
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Die US-5308320, die US-5383854, die US-5820593
und die US-5879316
von Peter Safar, S. William Stezoski und Miroslav Klain beschreiben
ein Herzkreislauf-Bypass-System, welches geeignet ist, die Aorta
eines Patienten in Segmente zu teilen, um die verschiedenen Segmente
der Aorta mit Perfusaten verschiedener Temperaturen oder chemischer Zusammensetzungen
ausgewählt
künstlich
zu durchbluten. Andere US-Patente, die das Konzept der ausgewählten Aorta-Perfusion
adressieren, schließen
die US-5738649, die US-5827237 und die US-5833671 ein. Der Ballon-Katheter
von Safar et al. kann in die Aorta des Patienten von einem peripheren
Eingangspunkt, wie z. B. der Oberschenkelarterie oder der Unterschlüsselbein-Arterie,
eingeführt werden,
oder er kann durch eine direkte Punktion während einer Operation am offenen
Herzen in die Aorta des Patienten eingeführt werden.
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Das vorab beschriebene System isoliert
jedoch die Segmente des Kreislaufsystems nicht voneinander auf der
Venen-Seite des Kreislaufsystems, weil sich das Blut von jedem der
Segmente miteinander mischt. Somit mischen sich jegliche Organ konservierenden
Temperaturverläufe,
chemische oder therapeutische Mittel, welche in eins der Segmente eingeführt werden,
schließlich
miteinander und werden in der gesamten systemischen Blutzufuhr verdünnt. Bei
vielen Sachlagen wäre
es wünschenswert, den
Blutfluss auf der Venenseite des Kreislaufsystems zumindest teilweise
in Segmente zu teilen. Z. B. wenn einem Patienten während einer
Operation eine Betäubung
verabreicht wird, kann es wünschenswert sein,
den Fluss des Betäubungsmittels
nur zu dem das Gehirn betreffenden Blutkreislauf zu beschränken und
eine Verdünnung
des Betäubungsmittel
in der systemischen Blutzufuhr zu vermeiden, und gleich das Betäubungsmittel
zu dem das Gehirn betreffenden Blutkreislauf wieder in Umlauf zu
bringen. Als anderes Beispiel kann es wünschenswert sein, wenn ein
therapeutisches Mittel, das sehr kostbar ist oder welches eine systemische,
zentrale oder spezifische Organgiftigkeit oder andere unerwünschte Effekte
besitzt, verabreicht wird, den Fluss des therapeutischen Mittels
auf die Zielorgane so weit wie möglich
zu beschränken,
ohne dass es in die systemische Blutzufuhr eindringt, wie bei der
Gentherapie, virale Vektor-Protein-Plasmide und angiogenetische Gene.
Als drittes Beispiel wäre
es wünschenswert, wenn
eine in Segmente aufgeteilte ausgewählte Perfusion kombiniert mit
einer hypothermischen Organkonservierung durchgeführt wird,
die Segmente des Kreislaufsystems auf der Venenseite zu isolieren,
um genauer und effizienter eine Temperatursteuerung in jeder Kreislaufschleife
durchführen
zu können.
Es wäre
deshalb wünschenswert,
ein Kreislaufunterstützungssystem
oder Herzkreislauf-Bypass-System bereitzustellen, dass eine Segmentation
des Kreislaufsystems auf der Venenseite, wie auch auf der Arterienseite,
für eine
mit einer isolierten geschlossenen Schleife arbeitende Kreislaufunterstützung der
getrennten Organsysteme ermöglicht.
Solch ein Kreislaufunterstützungssystem
mit einer geschlossenen Schleife kann eingesetzt werden, um den
gesamten Körper
mit Blut oder anderen Flüssigkeiten
durch eine Mehrzahl von isolierten Kreislaufschleifen zu versorgen,
wenn das Herz nicht pumpt. Alternativ kann das Kreislaufunterstützungssystem
mit einer geschlossenen Schleife verwendet werden, um eine einzelne
Kreislaufschleife zum Versorgen eines einzelnen Segments oder Organsystems
des Körpers mit
Blut oder anderen Flüssigkeiten
zu erzeugen, während
das schlagende Herz den Rest des Körpers mit Blut versorgt.
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Eine Unmenge von bekannten und kürzlich entdeckten
Organ konservierenden Chemikalien und therapeutischen Mitteln sind
für den
Einsatz mit dem erfindungsgemäßen Kreislaufunterstützungssystem geeignet.
Bei diesen gibt es natürliche
und künstliche Blutersatzstoffe
oder Sauerstoffträger
wie z. B. freies Hemoglobin, PERFLUBRONTM, und Perfluorkohlenstoffe,
und Hemoglobin-Modifikatoren, wie z. B. RSR-13TM (Allos Therapeutics),
was die Sauerstoffzufuhr vom Blut zum Gewebe steigert.
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Unter diesen befinden sich auch Neuroprotektiva,
welche das Objekt intensiver Forschung in den letzten Jahren gewesen
sind. Aussichtsreiche Neuroprotektiva beinhalten Na+-Blocker,
Glutamat-Hemmer, Stickstoffoxid-Hemmer und Radikal-Fängersubstanzen. Eine vollständige Abhandlung
dieses Themas kann in dem Buch "Neuroprotective
Agents", welches
von der New York Academy of Sciences veröffentlicht wurde, gefunden
werden. Mögliche
therapeutische Mittel beinhalten unter anderem thrombolytische Mittel,
wie z. B. tPA, Streptokinase und Urokinase und auch Gentherapie
einschließlich
angiogenetische Gene.
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Die US-5451207 offenbart ein System
zum Einsatz bei einer koronaren Operation, welches erste und zweite
Schaltungen beinhaltet, was mit ersten und zweiten Zirkulationspumpen
verbundene Arterien- und Venen-Kanüleneinführungs-Subsystem umfasst. Eine
Anreicherung des Blutes mit Sauerstoff läuft in einer Bypass-Schaltung
ab. Perfusion läuft
in einer Perfusions-Schaltung ab. Perfusion läuft unter Verwendung eines
retrograden (Arterie zu Vene) Flusses ab.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung stellt
ein Kreislaufunterstützungssystem,
wie in Anspruch 1 definiert, zur Verfügung. Bevorzugte Ausführungsformen
sind in den abhängigen
Ansprüchen
spezifiziert. Insbesondere beinhaltet das erfindungsgemäße Kreislaufunterstützungssystem
im Allgemeinen zumindest zwei Venenkanülen zum Ableiten des Blutes
von der Venenseite des Kreislaufsystems des Patienten, zumindest
zwei Arterienkanülen
zum künstlichen Durchbluten
der Arterienseite des Kreislaufsystems des Patienten und zumindest
zwei Blutkreislaufpumpen, welche zwischen den Venenkanülen und
den Arterienkanülen
verbunden sind. Die Arterienkanülen und
die Venenkanülen
des Kreislaufunterstützungssystems
können
eine von mehreren möglichen
Konfigurationen annehmen. Das Kreislaufunterstützungssystem ist ausgestaltet,
um ein Kreislaufsystem eines Patienten in zwei oder mehr isolierte
Kreislaufschleifen zu teilen. Die Kreislaufschleifen sind voneinander
und von dem Rest des Kreislaufsystems des Patienten auf der Venenseite,
wie auch auf der Arterienseite, für eine mit einer isolierten
geschlossenen Schleife arbeitende Kreislaufunterstützung eines getrennter,
Organsystems isoliert. Das erfindungsgemäße Kreislaufunterstützungssystem
ist für
den Einsatz bei einer minimal invasiven Herzoperation, wobei Thorakoskopie-,
Anschluss- oder
Minithorakotomie-Verfahren verwendet werden, und für eine normale
Herzoperation bei offener Brust geeignet.
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Mit solch einer Kreislaufunterstützung, wobei eine
unterschiedliche Perfusion und eine isolierte segmentweise Perfusion
des Kreislaufsystems verwendet wird, wird ein Kreislaufsystem eines
Patienten in zwei oder mehr Bereiche aufgeteilt, welche mit Perfusaten
unterschiedlicher Temperaturen und/oder unterschiedlicher chemischer
Zusammensetzungen und/oder unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten und/oder
unterschiedlichen Drücken
künstlich durchblutet
werden. Die Bereiche sind voneinander und von dem Rest des Kreislaufsystems
des Patienten auf der Venenseite, wie auch auf der Arterienseite,
für eine
mit einer isolierten geschlossenen Schleife arbeitende Kreislaufunterstützung verschiedener Organsysteme
isoliert.
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Bei einer Variante werden eine zerebrale Schleife,
eine kardiale Schleife und eine körperliche Schleife angelegt.
Eine erste, vorzugsweise Sauerstoff angereichertes Blut enthaltende,
Flüssigkeit wird
zu der zerebralen Schleife mit einer relativ niedrigen Temperatur
von ungefähr
32°C oder
weniger für eine
tiefe schützende
Unterkühlung
des Gehirns in Umlauf gebracht. Neuroprotektiva können zu
der ersten Flüssigkeit
hinzugefügt
werden, um den Schutz zu erweitern. Eine zweite Flüssigkeit,
welche ein kardioplegisches Mittel beinhalten kann, wird zu der
kardialen Schleife bei einer angemessenen Temperaturen zwischen
32°C und
37°C für eine sanfte
Unterkühlung
des Herzens in Umlauf gebracht, um den Herzmuskel zu schützen, während Herzmuskelstörungen,
welche durch eine schwere Unterkühlung verursacht
werden können,
vermieden werden. Eine dritte, vorzugsweise Sauerstoff angereichertes
Blut enthaltende, Flüssigkeit
wird zu der körperlichen Schleife
bei ungefähr
37°C in
Umlauf gebracht, um den restlichen Körper bei Normaltemperatur zu
halten. Die Venenseite des Kreislaufsystems kann auch in drei Wege
aufgeteilt werden, so dass die zerebrale Schleife, die kardiale
Schleife und die körperliche Schleife
zumindest teilweise voneinander isoliert sind. Alternativ kann die
Venenseite des Kreislaufsystems in zwei Wege aufgeteilt werden,
so dass die kardiale Schleife entweder mit der zerebralen Schleife
oder mit körperlichen
Schleife auf der Venenseite zusammengelegt wird, oder dem Fluss
von allen drei. Schleifen wird erlaubt, sich auf der Venenseite
des Kreislaufsystems zu vermischen.
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Die Verwendung von unterschiedlicher
Perfusion sorgt für
mehrere andere klinische Vorteile zusätzlich zu denjenigen, welche
vorab diskutiert wurden. Die Verwendung von verschiedenen Graden von
Unterkühlung
erlaubt einen optimalen Schutz des Gehirns und des Herzens während einer
Herzkreislaufunterstützung,
während
die Wahrscheinlichkeit von Komplikationen sinkt. Dies vermindert
die thermale Menge an Gewebe, welches abgekühlt und während des Verfahrens wieder
erwärmt
werden muss. Zusätzlich
sorgt der körperliche
Kreislauf bei normaler Temperatur für einen großen Vorrat an aufgespeicherter
thermaler Energie, um das Herz und das Gehirn am Ende des Verfahrens
wieder erwärmen
zu helfen. Beide dieser Faktoren ergeben eine Verkürzung der
Dauer bei einer Operation, bei welcher ein Herzkreislauf-Bypass
erforderlich ist.
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Es gibt weitere andere klinische
Vorteile bei dem erfindungsgemäßen Kreislaufsystem
mit einer geschlossenen Schleife. Durch Isolieren des zerebralen,
den Herzmuskel betreffenden und des körperlichen Kreislaufes auf
der Venenseite (Ausgang) wie auch auf der Arterienseite (Eingang),
können
isolierte Messungen in dem Aortenbogen, der Aortenwurzel und dem
körperlichen
Kreislauf in Beziehung zu der oberen Hohlvene, dem rechten Vorhof
bzw. der unteren Hohlvene vorgenommen werden. Diese Beziehung ermöglicht dem
Krankenhausarzt, die Sauerstoffsättigung
in der das Gehirn betreffenden Schleife und in der körperlichen
Schleife zu bestimmen, um den Patienten während der Operation besser
zu beaufsichtigen.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 stellt
eine Seitenansicht eines Aorta-Katheters mit einer Katheterwelle,
welcher für
einen retrograden Einsatz über
einen Oberschenkelarterienzugang hergestellt ist, dar, der für den Einsatz in
einem erfindungsgemäßen Kreislaufunterstützungssystem
geeignet ist.
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2 ist
ein vergrößerter seitlicher
Querschnitt des Aorta-Katheters
der 1 entlang einer Linie
2-2, wobei die mehrlumenige Einordnung der Katheterwelle dargestellt
ist.
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3 stellt
eine Seitenansicht einer Kanüle der
oberen Hohlvene mit einer röhrenförmigen Welle, welche
zur Einführung
in das Venensystems eines Patienten durch die Drosselvene oder eine
andere periphere Arterie ausgestaltet ist, dar, die für den Einsatz
in einem erfindungsgemäßen Kreislaufunterstützungssystem
geeignet ist.
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4 ist
ein vergrößerter seitlicher
Querschnitt der Kanüle
für die
obere Hohlvene der 3 entlang
einer Linie 4-4 in 3.
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5 stellt
eine Seitenansicht einer Kanüle der
unteren Hohlvene mit einer röhrenförmigen Welle,
welche für
die Einführung
in das Venensystems eines Patienten durch die Oberschenkelvene oder
eine andere periphere Arterie ausgestaltet ist, dar, die für den Einsatz
in einem erfindungsgemäßen Kreislaufunterstützungssystem
geeignet ist.
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6 ist
ein vergrößerter seitlicher
Querschnitt der Kanüle
für die
untere Hohlvene der 5 entlang
einer Linie 6-6 in 5.
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7 ist
eine schematische Darstellung, welche eine erste Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt, welche für eine ausgewählte, isolierte
zweischleifige Perfusion eines Kreislaufsystems eines Patienten
hergestellt ist.
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8 ist
eine aufgeschnittene vergrößerte Ansicht
der in 7 dargestellten
Kanülenplatzierung,
wobei ein Abschnitt des Herzens des Patienten aufgeschnitten ist,
um den absteigenden Teil der Aorta besser darzustellen.
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9 stellt
eine Seitenansicht eines Aorta-Katheters mit einer Katheterwelle,
welcher für
einen retrograden Einsatz über
einen Oberschenkelarterienzugang hergestellt ist, dar, der für den Einsatz in
einem erfindungsgemäßen Kreislaufunterstützungssystem
geeignet ist.
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10 ist
ein vergrößerter seitlicher
Querschnitt des Aorta-Katheters der 9 entlang
einer Linie 10-10, wobei die mehrlumenige Anordnung der Katheterwelle
dargestellt ist.
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11 stellt
eine Seitenansicht einer zweilumenigen Venen-Dränage-Kanüle, welche
für den Einsatz
in einem erfindungsgemäßen Kreislaufunterstützungssystem
geeignet ist, dar, die für
die Einführung
durch die untere Hohlvene eines Patienten über die Oberschenkelvene oder
einen anderen geeigneten Venenzugangspunkt in den unteren Extremitäten hergestellt
ist.
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12 ist
ein vergrößerter seitlicher
Querschnitt der Venen-Dränage-Kanüle entlang
einer Linie 12-12 der 11.
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13 ist
ein vergrößerter seitlicher
Querschnitt der Venen-Dränage-Kanüle entlang
einer Linie 13-13 der 11.
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14 ist
eine schematische Darstellung, welche eine zweite Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt, welche für eine ausgewählte, isolierte,
zweischleifige Perfusion eines Kreislaufsystems eines Patienten
ausgestaltet ist.
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15 ist
eine aufgeschnittene vergrößerte Ansicht
der in 14 dargestellten
Kanülenplatzierung,
wobei ein Abschnitt des Herzens des Patienten aufgeschnitten ist,
um den absteigenden Teil der Aorta besser darzustellen.
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16 stellt
eine Seitenansicht eines Aorta-Katheters, welcher für den Einsatz
in einem erfindungsgemäßen Kreislaufunterstützungssystem
geeignet ist, mit einer konzentrischen Katheterwelle dar, die für einen
retrograden Einsatz durch einen Oberschenkelarterienzugang ausgestaltet
ist.
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17 ist
ein vergrößerter seitlicher
Querschnitt des Aorta-Katheters der 16 entlang
einer Linie 17-17, wobei die konzentrische mehrlumenige Anordnung
der Katheterwelle dargestellt ist.
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18 ist
ein vergrößerter seitlicher
Querschnitt des Aorta-Katheters der 16 entlang
einer Linie 18-18, wobei die konzentrische mehrlumenige Anordnung
der Katheterwelle dargestellt ist.
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19 stellt
eine Seitenansicht einer konzentrischen zweilumenigen Venen-Dränage-Kanüle, welche
für den
Einsatz in einem erfindungsgemäßen Kreislaufunterstützungssystem
geeignet ist und welche für
die Einführung
durch die untere Hohlvene eines Patienten über die Oberschenkelvene oder
einen anderen geeigneten Venenzugangspunkt in den unteren Extremitäten ausgestaltet
ist, dar.
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20 ist
ein vergrößerter seitlicher
Querschnitt der konzentrischen zweilumenigen Venen-Dränage-Kanüle entlang
einer Linie 20-20 der 19.
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21 ist
ein vergrößerter seitlicher
Querschnitt der konzentrischen zweilumenigen Venen-Dränage-Kanüle entlang
einer Linie 21-21 der 19.
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22 stellt
eine dritte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dar, welche für eine ausgewählte, isolierte
zweischleifige Perfusion eines Kreislaufsystems eines Patienten
ausgestaltet ist.
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23 ist
eine aufgeschnittene vergrößerte Ansicht
der in 22 dargestellten
Kanülenplatzierung,
wobei ein Abschnitt des Herzens des Patienten aufgeschnitten ist,
um den absteigenden Teil der Aorta besser darzustellen.
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24 stellt
eine Aortenbogen-Perfusions-Kanüle
dar, welche für
den Einsatz in einem erfindungsgemäßen Kreislaufunterstützungssystem geeignet
ist und welche für
die Einführung
in den Aortenbogen durch einen peripheren Arterienzugang in einer
der oberen Extremitäten,
wie z. B. der linken oder rechten Unterschlüsselbein-Arterie, der Arterie in
der Achselhöhle
oder der Oberarmarterie, ausgestaltet ist.
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25 ist
ein vergrößerter seitlicher
Querschnitt der Aortenbogen-Perfusions-Kanüle der 24 entlang einer Linie 25-25 der 24, wobei die mehrlumenige
Anordnung der Katheterwelle dargestellt ist.
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26 stellt
eine körperliche
Perfusions-Kanüle,
welche für
den Einsatz in einem erfindungsgemäßen Kreislaufunterstützungssystem
geeignet ist und welche für
die Einführung
in den absteigenden Teil der Aorta durch einen peripheren Arterienzugang in
einer der unteren Extremitäten,
wie z. B. der Oberschenkelarterie, ausgestaltet ist, dar.
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27 ist
ein vergrößerter seitlicher
Querschnitt der körperlichen
Perfusions-Kanüle
entlang einer Linie 27-27 der 26,
wobei die mehrlumenige Anordnung der Katheterwelle dargestellt wird.
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28 stellt
eine vierte Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung dar, welche für eine ausgewählte, isolierte
zweischleifige Perfusion eines Kreislaufsystems eines Patienten
ausgestaltet ist.
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29 stellt
eine Seitenansicht einer zweiballonigen, ausgewählten zentralen Arterien-Perfusions-Kanüle dar,
welche für
eine anterograde Einführung
in den Aortenbogen eines Patienten durch eine direkte Punktion oder
einen Schnitt in den aufsteigenden Teil der Aorta ausgestaltet ist.
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30 ist
ein vergrößerter seitlicher
Querschnitt des Aorta-Katheters der 29 entlang
einer Linie 30-30 in 29,
wobei die mehrlumenige Anordnung des Aorta-Katheters dargestellt
ist.
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31 stellt
eine Seitenansicht der zentralen Kanüle der oberen Hohlvene dar,
welche für
den Einsatz in einem erfindungsgemäßen Kreislaufunterstützungssystem
geeignet ist und welche für
die Einführung
in die obere Hohlvene eines Patien ten durch einen Schnitt in den
rechten Vorhof ausgestaltet ist.
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32 ist
ein vergrößerter seitlicher
Querschnitt der zentralen Kanüle
der oberen Hohlvene entlang einer Linie 32-32 der 31.
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33 stellt
eine Seitenansicht der zentralen Kanüle der unteren Hohlvene dar,
welche für
den Einsatz in einem erfindungsgemäßen Kreislaufunterstützungssystem
geeignet ist und welche für
die Einführung
in die untere Hohlvene eines Patienten durch denselben oder einen
anderen Schnitt in den rechten Vorhof ausgestaltet ist.
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34 ist
ein vergrößerter seitlicher
Querschnitt der zentralen Kanüle
der oberen Hohlvene entlang einer Linie 33-33 der 33.
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35 ist
eine schematische Darstellung einer fünften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kreislaufunterstützungssystems,
welche für
eine ausgewählte,
isolierte, zweischleifige Perfusion eines Kreislaufsystems eines
Patienten ausgestaltet ist.
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36 ist
eine Seitenansicht einer Aorta-Perfusions-Shunt-Vorrichtung, welche zur Einführung in
eine Aorta eines Patienten durch eine periphere Arterie, wie z.
B. die Oberschenkelarterie, ausgestaltet ist. Diese Shunt-Vorrichtung
ist nicht gemäß der vorliegenden
Erfindung, wurde aber zu Erläuterungszwecken
beibehalten.
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37 ist
eine Ansicht vom distalen Ende der ausdehnbaren Shunt-Leitung der
Aorta-Perfusions-Shunt-Vorrichtung der 36 entlang einer Linie 37-37.
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38 stellt
eine schematische Abbildung eines Kreislaufunterstützunzgssystems
dar, welches für
eine ausgewählte,
mit einer geschlossenen Schleife arbeitende Perfusion eines zerebralen Kreislaufes
eines Patienten und oberen Extremitäten ausgestaltet ist, während das
schlagende Herz die inneren Organe des Körpers und unteren Extremitäten mit
Blut versorgt. Dieses System ist nicht gemäß der vorliegenden Erfindung,
wird aber zu Erläuterungszwecken
beibehalten.
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39 stellt
eine schematische Abbildung eines Kreislaufunterstützungssystems
dar, welches für
eine ausgewählte,
mit einer geschlossenen Schleife arbeitende Perfusion eines Nierensystems eines
Patienten hergestellt ist, während
das schlagende Herz den Rest des Kreislaufsystems mit Blut versorgt.
Dieses System ist nicht gemäß der vorliegenden
Erfindung, wird aber zu Erläuterungszwecken
beibehalten.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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Das erfindungsgemäße Kreislaufunterstützungssystem
umfasst im Allgemeinen zwei oder mehr Arterien-Kanülen, um
die in Segmente geteilte Perfusion des Kreislaufsystems eines Patienten
auf der Arterienseite zu ermöglichen,
zwei oder mehr Venen-Kanülen, um
ein in Segmente geteiltes Ablaufen des Kreislaufsystems des Patienten
auf der Venenseite zu ermöglichen,
und zwei oder mehr Blutkreislaufpumpen, welche zwischen den Venen-Kanülen und
den Arterien-Kanülen
erstrecken. Vorzugsweise besitzt das Kreislaufunterstützungssystem
auch zwei oder mehr Blut-Oxygenatoren und zwei oder mehr Wärmetauscher
zur Aufbereitung des Blutes des Patienten. Das Kreislaufunterstützungssystem
ist ausgestaltet, um das Kreislaufsystem eines Patienten in eine
oder mehrere isolierte Kreislaufschleifen zu unterteilen. Die Kreislaufschleifen
sind voneinander und/oder von dem Rest des Kreislaufsystems des Patienten
auf der Venenseite, wie auch auf der Arterienseite, für eine mit
einer isolierten geschlossenen Schleife arbeitende Kreislaufunterstützung eines
separaten Organsystems isoliert.
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1 stellt
eine Seitenansicht des Aorta-Katheters 100, welcher für den Einsatz
in dem erfindungsgemäßen Kreislaufunterstützungssystem
geeignet ist, mit einer Katheterwelle 102 dar, der für einen
retrograden Einsatz durch einen Oberschenkelarterienzugang ausgestaltet
ist. Um die Platzierung des Aorta-Katheters 100 zu ermöglichen
und die Stabilität
des Katheters 100 in der geeigneten Position in der Aorta
des Patienten zu verbessern, kann ein distaler Bereich 144 der
Katheterwelle mit einer Rundung derart vorgeformt sein, dass er
der inneren Krümmung
des Aortenbogens eines Patienten entspricht. Der gerundete distale
Abschnitt 144 stellt eine J-förmige
Rundung mit ungefähr
180 Winkelgrad mit einem Krümmungsradius
von ungefähr
2 bis 4 cm dar, um sich der typischen Krümmung des Aortenbogens in einem
erwachsenen menschlichen Patienten anzupassen. Zusätzlich kann
das distale Ende 106 des Katheters leicht aus der Ebene
der Krümmung
verdreht werden, um sich der vorwärts gerichteten Winkelbildung
des aufsteigenden Teiles der Aorta des Patienten anzupassen. Zusätzlich kann
die Katheterwelle 102, insbesondere in dem gerundeten distalen
Bereich 144, zum Beispiel mit einem geflochtenen oder aufgewickelten
Draht, verstärkt
sein, um die Stabilität des
Katheters 100 in der geeigneten Position in der Aorta des
Patienten weiter zu verbessern.
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In 2 ist
ein vergrößerter seitlicher
Querschnitt des Aorta-Katheters 100 der 1 entlang einer Linie 2-2 dargestellt,
wobei die mehrlumenige Anordnung der Katheterwelle 102 dargestellt
ist. Die Katheterwelle 102 besitzt sechs Lumen: ein körperliches
Perfusions-Lumen 108, ein Bogen-Perfusions-Lumen 110, ein erstes
Ballon-Aufblas-Lumen 112, ein zweites Ballon-Aufblas-Lumen 114,
ein Führungsdraht-
und Kardioplegie-Lumen 116, und ein Hauptdruck-Lumen 118.
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Mit Bezug auf 1 ist die verlängerte Katheterwelle 102 vorzugsweise
aus einem flexiblen thermoplastischen Material, einem thermoplastischen
Elastomer oder einem duroplastischen Elastomer gebildet. Die Katheterwelle 102 kann
durch bekannte Stranggießverfahren
getrennt gefertigt und durchgehend z. B. durch Wärmeschweißen oder durch Kleben zusammen
verbunden sein. Alternativ kann die Katheterwelle 102 durch
Tauchverfahren oder durch zusammengesetzte Konstruktionsverfahren
gefertigt und zusammen verbunden sein, oder die ganze Katheterwelle 102 kann
ganzheitlich gefertigt sein. Geeignete Materialien für die verlängerte Katheterwelle 102 beinhalten,
sind aber nicht beschränkt
auf, Polyvinylchlorid, Polyurethan, Polyethylen, Polypropylen, Polyamide
(Nylons), Polyester, Silikon, Latex und Legierungen oder Copolymere
davon, wie auch geflochtener, aufgewickelter oder gegenläufig gewickelter
Draht oder Filament verstärkte Verbundstoffe.
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Ein stromaufwärtiges Verschlussteil 120 ist auf
der Katheterwelle 102 in der Nähe des distalen Endes 106 des
Katheters 100 angebracht. Das stromaufwärtige Verschlussteil 120 bei dieser
Ausführungsform
ist in der Form eines ausdehnbaren, aufblasbaren Ballons mit der
Katheterwelle 102 durch Wärmeschweißen oder mit einem Klebstoff verbunden.
Alternativ kann das stromaufwärtige
Verschlussteil 120 ein ausgewählt einsetzbares externes Katheter-Ventil
sein. Für
eine Diskussion über
andere geeignete stromaufwärtige
Verschlussteile, wie auch Materialbestandteile davon, wird auf die
demselben Anmmelder gehörende
US-5827237 und US-5833671 und die demselben Anmelder gehörende ebenfalls
anhängige
Patentveröffentlichung 09/205,753
angemeldet am 12.4.98 verwiesen. Diese dort diskutierten Verschlussteile
sind für
alle hier diskutierten Ausführungsformen
in jeglicher Kombination geeignet. Geeignete Materialien für das stromaufwärtige Verschlussteil 120 beinhalten
flexible Polymere und Elastomere, welche beinhalten, aber nicht
auf folgende Stoffe beschränkt
sind, Polyvinylchlorid, Polyurethan, Polyethylen, Polypropylen,
Polyamide (Nylons), Polyester, Latex, Silikon und Legierungen, Copolymere
und verstärkte
Verbundstoffe davon. Zusätzlich
kann die Außenoberfläche des stromaufwärtigen Verschlussteiles
eine Reibung verstärkende
Beschichtung oder Struktur besitzen, um die Reibung mit der Aorta-Wand
zu erhöhen,
wenn es eingesetzt ist. Das stromaufwärtige Verschlussteil besitzt
einen entleerten Zustand, in welchem der Durchmesser des Verschlussteiles 120 vorzugsweise
nicht viel größer als
der Durchmesser der Katheterwelle 102 ist, und einen aufgeblasenen
Zustand, in welche des Verschlussteil 120 sich auf einen
Durchmesser ausdehnt, welcher ausreicht, den Blutfluss in dem aufsteigenden
Teil der Aorta des Patienten zu verschließen. Zum Einsatz bei erwachsenen menschlichen
Patienten besitzt der aufblasbare Ballon des stromaufwärtigen Verschlussteils 120 vorzugsweise
einen Außendurchmesser
im aufgeblasenen Zustand von ungefähr 1,5 cm bis 5,0 cm. Vorzugsweise
besitzt das aufblasbare Verschlussteil 120 eine Länge im aufgeblasenen
Zustand, welche nicht wesentlich länger als sein Durchmesser im
aufgeblasenen Zustand oder noch besser kürzer als sein Durchmesser im
aufgeblasenen Zustand ist. Dieses verkürzte Profil im aufgeblasenen
Zustand erlaubt, dass das stromaufwärtige Verschlussteil 120,
einfach in dem aufsteigenden Teil der Aorta zwischen den Koronararterien
und der brachiozephalen Arterie, platziert wird, ohne jegliche Gefahr
beide unabsichtlich zu verschließen.
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Ein stromabwärtiges Verschlussteil 122 ist auf
der Katheterwelle 102 an einer Position proximal zu und
beabstandet entfernt von dem stromaufwärtigen Verschlussteil 120 angebracht.
Das stromabwärtige
Ankerteil kann aus denselben Materialien wie das stromaufwärtige Ankerteil
oder aus verschiedenen Materialien und in derselben Größer oder
in einer verschiedenen Größe hergestellt
sein. Für
eine vollständige
Diskussion bezüglich
der möglichen
Größen und
Eigenschaften des stromabwärtigen
Verschlussteiles wird auf die demselben Anmelder gehörende ebenso
anhängige
Patentveröffentlichung 09/205,753
veröffentlicht
am 12.4.98 verwiesen. Die dort diskutierten stromabwärtigen Ankerteile
sind für alle
hier diskutierten Ausführungsformen
in jeglicher Kombination geeignet. Der Abstand zwischen dem stromaufwärtigen Verschlussteil
und dem stromabwärtigen
Verschlussteil 122 ist vorzugsweise zwischen 3 und 20 cm,
besser zwischen 8 und 15 cm, und wird derart gewählt, dass das stromabwärtige Verschlussteil 122 in
dem absteigenden Teil der Aorta stromabwärts der linken Unterschlüsselbein-Arterie
platziert ist, wenn der Aorta-Katheter 100 eingesetzt wird
und das stromaufwärtige
Verschlussteil 120 in dem aufsteigenden Teil der Aorta
zwischen den Karonararterien und der brachiozephalen Arterie positioniert
ist.
-
Das stromabwärtige Verschlussteil 122 ist bei
dieser Ausführungsform
in der Form eines ausdehnbaren aufblasbaren Ballons mit der Katheterwelle 102 durch
Wärmeschweißen oder
durch Kleben verbunden. Das stromabwärtige Verschlussteil 122 ist
mehr verlängert
als das stromaufwärtige
Verschlussteil 120. Geeignete Materialien für den aufblasbaren
Ballon des stromabwärtigen
Ankerteil 122 beinhalten flexible Polymere und Elastomere,
welche enthalten, aber nicht auf folgende Stoffe beschränkt sind,
Polyvinylchlorid, Polyurethan, Polyethylen, Polypropylen, Polyamide
(Nylons), Polyester, Latex, Silikon und Legierungen, Copolymere
und verstärkte Verbundstoffe
davon. Zusätzlich
kann die Außenoberfläche des
stromaufwärtigen
Ankerteiles eine Reibung verstärkende
Beschichtung oder Struktur besitzen, um die Reibung mit der Aorta-Wand
zu erhöhen, wenn
es eingesetzt ist. Alternativ kann das stromaufwärtige Verschlussteil 120 ein
ausgewählt
einsetzbares Ventil sein.
-
Das aufblasbare stromabwärtige Verschlussteil 122 besitzt
einen entleerten Zustand, in welchem der Durchmesser des Verschlussteiles 122 vorzugsweise
nicht viel größer als
der Durchmesser der Katheterwelle 102 ist, und einen aufgeblasenen
Zustand, in welchem das Verschlussteil 122 auf einen Durchmesser
aufblasen ist, welcher ausreicht, um den Blutfluss in dem absteigenden
Teil der Aorta des Patienten zu verschließen. Für den Einsatz bei erwachsenen
menschlichen Patienten besitzt das stromabwärtige Verschlussteil 122 vorzugsweise
einen Außendurchmesser
im aufgeblasenen Zustand von ungefähr 1,5 cm bis 5,0 cm und eine
Länge von ungefähr 1,0 cm
bis 7,5 cm. Umso mehr das Verschlussteil 122 verlängert ist,
umso größer ist
die verankernde Reibung gegen die Wand des absteigenden Teils der
Aorta, wenn das stromabwärtige
Ver schlussteil 122 aufgeblasen ist, um eine Wanderung des
Aorta-Katheters 100 aufgrund
der Druckverläufe in
der Aorta während
der Perfusion zu verhindern.
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Das körperliche Perfusions-Lumen 108 erstreckt
sich durch die Katheterwelle 102 von dem proximalen Ende 104 zu
einem oder mehreren körperlichen
Perfusions-Anschlüssen 124 auf
der Außenseite
der Katheterwelle 102 proximal zu dem stromabwärtigen Verschlussteil 122.
Das Bogen-Perfusions-Lumen 110 erstreckt sich durch die
Katheterwelle 102 von dem proximalen Ende 104 zu
einem oder mehreren Bogen-Perfusions-Anschlüssen 126 auf der Außenseite
der Katheterwelle 102 zwischen dem stromaufwärtigen Verschlussteil 120 und
dem stromabwärtigen
Verschlussteil 122. Das erste Aufblas-Lumen 112 erstreckt
sich durch die Katheterwelle 102 von dem proximalen Ende 104 zu
einem ersten Ballon-Aufblas-Anschluss 132, welcher sich
in dem Inneren des stromabwärtigen
Verschlussteils 122 befindet. Das zweite Ballon-Aufblas-Lumen 114 erstreckt
sich durch die Katheterwelle 102 von dem proximalen Ende 104 zu
dem Ballon-Aufblas-Anschluss 130,
welcher sich in dem Inneren des stromaufwärtigen Verschlussteils 120 befindet.
Alternativ kann ein gemeinsames Ballon-Aufblas-Lumen für ein gleichzeitiges
Aufblasen und Entleeren sowohl des stromaufwärtigen Verschlussteils 120 als
auch des stromabwärtigen
Verschlussteils 122 dienen. Wenn ein gemeinsames Aufblas-Lumen
ausgeführt
ist, kann ein Bogen-Überwachungs-Lumen
(nicht dargestellt) eingebaut sein, welches einen Bogen-Überwachungs-Anschluss
besitzt, welcher sich zwischen dem stromaufwärtigen Verschlussteil 120 und
dem stromabwärtigen
Verschlussteil 122 befindet, um den Druck in dem Aortenbogen
zu überwachen.
-
Das Hauptdruck-Lumen 118 erstreckt
sich durch die Katheterwelle 102 von dem proximalen Ende 104 zu
dem Hauptdruck-Anschluss 128 in
der Nähe
des distalen Endes 106 der Katheterwelle 102, um
den Druck in der Aortenwurzel zu überwachen. Das Führungsdraht-
und das Kardioplegie-Lumen 116 erstreckt sich von dem proximalen
Ende 104 der Katheterwelle 102 zu einem Führungsdraht-/Kardioplegie-Anschluss 136 an
dem distalen Ende 106 der Katheterwelle 102 distal
zu dem stromaufwärtigen Verschlussteil 120.
Vorzugsweise ist das distale Ende 106 der Katheterwelle
zur einfachen Einführung,
und um ein Trauma oder eine Verletzung der Aorta-Wand während des
Einführens
oder des Herausziehens des Aorta-Katheters 100 zu vermeiden, gleichmäßig verjüngt oder
abgerundet.
-
Vorzugsweise besitzt der Aorta-Katheter 100 einen
oder mehrere röntgenpositive
Markierungen und/oder sonarreflektierende Markierungen, um die Bilderkennung
des Aorta-Katheters 100 zu verbessern, wobei Fluoroskopie
und Ultraschall eingesetzt wird, wie z. B. transesophageale Echokardiographie (TEE).
Bei dieser anschaulichen Ausführungsform besitzt
der Aorta-Katheter 100 eine
in der Nähe
des distalen Endes 106 der Katheterwelle 102 positionierte
distale röntgenpositive
Markierung 138, eine in der Nähe der proximalen Kante des
stromaufwärtigen
Verschlussteiles 120 positionierte dazwischen liegende
röntgenpositive
Markierung 140, und eine in der Nähe der distalen Kante des stromabwärtigen Ankerteils 122 positionierte
proximale röntgenpositive
Markierung 142. Jede dieser röntgenpositiven Markierungen 138, 140, 142 kann
aus einem Ring aus dichtem röntgenpositiven
Metall, wie z. B. Gold, Platin, Tantal, Wolfram oder Legierungen
davon, oder einem Ring aus einem Polymer oder einem Klebstoff, welcher
stark mit einem röntgenpositiven
Material belastet ist, hergestellt sein.
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Das proximate Ende 104 der
Katheterwelle 102 ist mit einem Verteiler 150 mit
Befestigungen für jedes
der Katheter-Lumen verbunden. Das körperliche Perfusions-Lumen 108 ist
mit einer Y-Befestigung 162 verbunden, welche einen Verbinder 152 mit Widerhaken
zur Verbindung mit einer Perfusions-Pumpe oder ähnlichem und einen Luer-Verbinder 154 besitzt,
welcher zum Überwachen
des Perfusions-Druckes, zum Herausziehen von Flüssigkeitsproben oder zum Injizieren
von Medikationen oder anderen Flüssigkeiten
eingesetzt werden kann. Das Bogen-Perfusions-Lumen 110 ist auch
mit einer Y-Befestigung 164 verbunden, welche einen Verbinder 156 mit
Widerhaken zur Verbindung mit einer Perfusions-Pumpe und einen Luer-Verbinder 158 besitzt.
Die Ballon-Aufblas-Lumen 112 und 114 sind mit Luer-Verbindern 160 bzw. 166 oder
anderen für
eine Verbindung mit einer Spritze oder einer Ballon-Aufblas-Vorrichtung
geeigneten Befestigungen verbunden. Das Führungsdraht- und Kardioplegie-Lumen 116 ist
mit einer dreiwegigen Y-Befestigung 170 verbunden, welche
einen Verbinder 172 mit Widerhaken zur Verbindung mit einer
Kardioplegie-Infusionspumpe, einen Luer-Verbinder 174 und einen Führungsdraht-Anschluss 176 mit
einem Tuohy-Borst-Adapter oder einem anderen hämostatischen Ventil besitzt. Das
Hauptdruck-Lumen 118 ist mit einem Luer-Verbinder 168 oder einer anderen
für eine
Verbindung mit einer Druck-Überwachungseinrichtung
geeigneten Befestigung verbunden.
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3 stellt
eine Seitenansicht einer für
den Einsatz in dem erfindungsgemäßen Kreislaufunterstützungssystem
geeigneten Kanüle
der oberen Hohlvene 399 mit einer röhrenförmigen Welle
398 dar,
welche für
eine Einführung
in ein Venen-System eines Patienten durch die Drosselvene oder eine
andere periphere Arterie ausgestaltet ist. 4 ist ein vergrößerter seitlicher Querschnitt
der Kanüle
der oberen Hohlvene 399 der 3 entlang
einer Linie 4-4 in 3.
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Nun insgesamt mit Bezug auf 3 und 4 besitzt die Kanüle der oberen Hohlvene 399 eine
röhrenförmige Welle 398,
welche ein Venen-Dränage-Lumen 397 und
ein Ballon-Aufblas-Lumen 396 besitzt. Die röhrenförmige Welle 398 besitzt
vorzugsweise eine Länge
von ungefähr
15 cm bis 60 cm und einen Durchmesser von ungefähr 10 bis 32Charr ("French") (3,3 mm bis 10,7
mm Durchmesser). Ein Verschlussballon 395 oder ein anderes
ausdehnbares Verschlussteil ist auf der röhrenförmigen Welle 398 in
der Nähe
des distalen Endes der Kanüle 399 angebracht.
Der Verschlussballon 395 oder ein anderes ausdehnbares
Verschlussteil besitzt vorzugsweise im ausgedehnten Zustand einen
Durchresser von ungefähr
5 mm bis 40 mm. Das Venen-Dränage-Lumen 397 erstreckt
sich durch die röhrenförmige Welle 398 von
einer Venen-Dränage-Befestigung 394 zu
einem oder mehreren Venen-Dränage-Anschlüssen 393 auf
der röhrenförmigen Welle 398 proximal
zu dem Verschlussballon 395. Die Venen-Dränage-Befestigung
besitzt einen Luer-Verbinder 373, welcher zur Überwachung
eines Druckes, einer Temperatur und chemischer Zusammensetzungen
und zum Herausziehen von Flüssigkeitsproben
oder zum Injizieren von Medikationen oder anderen Flüssigkeiten eingesetzt
werden kann, einen Verbinder 372 mit Widerhaken oder eine
andere geeignete Befestigung, um mit einem CPB-Gerät verbunden
zu werden, und einen Führungsdraht-Eingangsverbinder 392 in
Form einer Thouy-Borst-Befestigung oder einem anderen geeigneten
hämostatischen
Ventil zum Erzeugen einer flüssigkeitsdichten
Dichtung, wenn ein Führungs draht
verwendet wird. Wenn ein Führungsdraht
verwendet wird, dient das Venen-Dränage-Lumen 397 als
ein zusätzliches
Führungsdraht-Lumen,
welches in der Lage ist, einen Führungsdraht 301 aufzunehmen,
welcher durch einen Führungsdraht-Anschluss 374 an
dem Ende der röhrenförmigen Welle 398 distal
zu dem Verschlussballon 395 geführt wird. Alternativ kann ein
separates Lumen vorhanden sein, um zu einem Anschluss distal zu
dem Verschlussballon 395 zu leiten, worin eine separate Überwachungsvorrichtung
gleitbar oder ganzheitlich angeordnet sein kann, um Überwachungsinformationen
innerhalb oder außerhalb
der Kanüle 399 und
innerhalb der oberen Hohlvene zu ermöglichen. Das Baon-Aufblas-Lumen 396 erstreckt
sich durch die röhrenförmige Welle 398 von
einer Ballon-Aufblas-Befestigung 391 an
dem proximalen Ende der Kanüle 399 zu
einem oder mehreren Ballon-Aufblas-Anschlüssen 390 innerhalb
des Verschussteiles 395.
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5 stellt
eine Seitenansicht einer Kanüle 589 der
unteren Hohlvene, welche für
den Einsatz in einem erfindungsgemäßen Kreislaufunterstützungssystem
geeignet ist, mit einer röhrenförmigen Welle 588 dar,
welche für
die Einführung
in ein Venensystem eines Patienten durch die Oberschenkelarterie oder
eine andere periphere Arterie ausgestaltet ist. 6 ist ein vergrößerter seitlicher Querschnitt
der Kanüle 589 der
unteren Hohlvene der 5 entlang einer
Linie 6-6 in 5.
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Mit gemeinsamem Bezug auf 5 und 6 ist die Kanüle 589 der unteren
Hohlvene ausgestaltet, um in die untere Hohlvene eines Patienten über die Oberschenkelvene
oder einen anderen geeigneten Venenzugangspunkt in den unteren Extremitäten eingeführt zu werden.
Die Kanüle 589 der
unteren Hohlvene be sitzt eine röhrenförmige Welle 588,
welche ein Venen-Dränage-Lumen 587 und
ein Ballon-Aufblas-Lumen 586 beinhaltet. Die röhrenförmige Welle 588 besitzt
vorzugsweise eine Länge
von ungefähr 15
cm bis 90 cm und einen Durchmesser von ungefähr 10 bis 32Charr (3,3 mm bis
10,7 mm Durchmesser). Ein Verschlussballon 585 oder ein
anderes ausdehnbares Verschlussteil ist auf der röhrenförmigen Welle 588 in
der Nähe
des distalen Endes der Kanüle 589 angebracht.
Der Verschlussballon 585 oder ein anderes ausdehnbares
Verschlussteil besitzt vorzugsweise im ausgedehnten Zustand einen
Durchmesser von ungefähr
5 mm bis 40 mm. Das Venen-Dränage-Lumen 587 erstreckt
sich durch die röhrenförmige Welle 588 von
einer Venen-Dränage-Befestigung 584 auf
dem proximalen Ende der Kanülenwelle 588 zu
einem oder mehreren Venen-Dränage-Anschlüssen 583 auf
der röhrenförmige Welle 588 proximal
zu dem Verschlussballon 585. Die Venen-Dränage-Befestigung 584 besitzt
einen Luer-Verbinder 563,
welcher zum Überwachen
eines Druckes, einer Temperatur und chemischer Zusammensetzungen
und zum Herausziehen von Flüssigkeitsproben
oder zum Injizieren von Medikationen oder anderen Flüssigkeiten
eingesetzt wird, einen Verbinder 562 mit Widerhaken oder
eine andere geeignete Befestigung, um mit einem CPB-Gerät verbunden
zu werden, und einen Führungsdraht-Eingangsverbinder 582 in
der Form einer Thouy-Borst-Befestigung oder eines anderen hämostatischen
Ventils zum Erzeugen einer flüssigkeitsdichten
Dichtung, wenn ein Führurngsdraht
verwendet wird. Wenn ein Führungsdraht
verwendet wird, dient das Venen-Dränage-Lumen 587 als
ein zusätzliches
Führungsdraht-Lumen,
welches ausgestaltet ist, um einen Führungsdraht 501 aufzunehmen,
welcher zu einem Führungsdraht-Anschluss 564 an
dem Ende der röhrenförmigen Welle 588 distal
zu dem Verschlussballon 585 geführt wird. Alternativ kann ein
separates Lumen vorhanden sein, um zu einem An schluss distal zu
dem Verschlussballon 585 zu leiten, worin eine separate Überwachungsvorrichtung ganzheitlich
oder nicht ganzheitlich gleitbar angeordnet ist, um Überwachungsinformation
innerhalb oder außerhalb
der Kanüle 589 und
innerhalb der unteren Hohlvene zu ermöglichen. Das Ballon-Aufblas-Lumen 586 erstreckt
sich durch die röhrenförmige Welle 588 von
einer Ballon-Aufblas-Befestigung 581 auf dem proximalen
Ende der Kanüle 589 zu
einem oder mehreren Ballon-Aufblas-Anschlüssen 580 in dem Verschlussballon 585.
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7 ist
eine schematische Darstellung, welche eine erste Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt, welche für eine ausgewählte, isolierte,
zweischleifige Perfusion eines Kreislaufsystems eines Patienten
ausgestaltet ist. Das Kreislaufunterstützungssystem besitzt eine zerebrale
Schleife zur Perfusion des zerebralen Kreislaufes und der oberen
Extremitäten
eines Patienten und eine separate körperliche Schleife zur Perfusion
der inneren Organe des Körpers
und unteren Extremitäten
eines Patienten. Optional kann der koronare Kreislauf eines Patienten
mit in die zerebrale Schleife oder die körperliche Schleife einbezogen
werden, oder eine dritte, isolierte koronare Schleife kann angelegt
werden. Bei dieser Ausführungsform
des Kreislaufunterstützungssystems
wird für
eine Arterien-Kanüleneinführung durch
eine zweiballonige, ausgewählte
Arterien-Perfusions-Kanüle 700 gesorgt,
und für
eine Venen-Kanüleneinführung wird
durch eine Kanüle
der oberen Hohlvene 799 und durch eine separate Kanüle 789 der
unteren Hohlvene gesorgt. 8 ist
eine aufgeschnittene Großaufnahme
der in 7 dargestellten
Kanülen-Platzierung,
wobei ein Abschnitt des Herzens eines Patienten aufgeschnitten ist,
um den absteigenden Teil der Aorta besser darzustellen.
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Nun Bezug nehmend auf 7 und 8 wird der zerebrale geschlossene Schleifenkreislauf
angelegt, indem ein Venen-Dränage-Anschluss 793 proximal
zu dem Verschlussballon 795 in einer Flüssigkeitsverbindung mit dem
Venen-Dränage-Lumen 797 steht.
Eine Venen-Dränage-Befestigung 794,
welche mit einem Einfluss-Rohr 777 in einer Flüssigkeitsverbindung
mit einem Einfluss-Anschluss 751 einer ersten Blutkreislaufpumpe 757 verbunden
ist, ist mit dem Venen-Dränage-Lumen 797 der
Kanüle 799 der oberen
Hohlvene verbunden. Nachdem das Blut aufbereitet ist, wird es durch
den Ausfluss-Anschluss 753 gepumpt, welcher mit dem Ausfluss-Rohr 754 in Flüssigkeitsverbindung
mit dem Verbinder 756 mit Widerhaken gekoppelt ist, welcher
mit dem Bogen-Perfusions-Lumen 710 der Arterien-Kanüle 700 gekoppelt
ist. Die erste Blutkreislaufpumpe 757 kann eine peristaltische
Rollenpumpe, eine Zentrifugalblutpumpe oder eine andere geeignete
Blutkreislaufpumpe sein. Zur Veranschaulichung ist ein Membran-Oxygenator-System
für den
zerebralen Kreislauf vorhanden, und ein Bläschen-Oxygenator ist für den körperlichen
Kreislauf vorhandenen. Für
die Fachleute ist klar, dass beide Oxygenatoren eingesetzt werden
können.
Außerdem
kann ein System zwei Bläschen-Oxygenatoren,
zwei Membran-Oxygenatoren oder einen Membran-Oxygenator und einen
Bläsche-Oxygenator
oder eine beliebige Kombination davon verwenden. Diese anschauliche
Ausführungsform
und alle anderen darin enthaltenen können mit irgendeiner Kombination,
wie erwähnt,
ausgestaltet sein.
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Die zerebrale Schleife des Kreislaufunterstützungssystems
besitzt eine Venen-Dränage-Kanüle 799,
welche in einen Venen-Blut-Vorraitsbehälter 701 abläuft, wobei
das Blut zu einem Wärmetauscher 702 und
einem Membran-Oxygenator 703 in Serie mit der ersten Blutkreislaufpumpe
gepumpt wird. Optional kann eine Vakuumunterstützung (nicht dargestellt) eingesetzt
werden, um die venöse
Dränage
durch die Kanüle
der oberen Hohlvene 799 zu verbessern. Das venöse Blut
von dem Kopf und den oberen Extremitäten dringt in die obere Hohlvene
des Patienten ein und wird durch das Venen-Dränage-Lumen 797 der
Kanüle 799 der
oberen Hohlvene abgeleitet. Das Blut wird mit Sauerstoff angereichert,
gekühlt
und durch die erste Blutkreislaufpumpe 757 wieder zu dem
Kopf und den oberen Extremitäten durch
das Bogen-Perfusions-Lumen 710 und aus den Bogen-Perfusions-Anschlüssen 726 in
der Arterien-Kanüle 700 wieder
in Umlauf gebracht.
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Die körperliche Schleife des Kreislaufunterstützungssystems
besitzt eine Venen-Dränage-Kanüle 789,
welche in einen kombinierten Wärmetauscher-Bläschen-Oxygenator
zu einem arteriellen Vorratsbehälter
abläuft,
wo es zu einer Arterien-Kanüle 700 gepumpt
wird. Das Venen-Dränage-Lumen 787 steht
in einer Flüssigkeitsverbindung
mit einem Dränage-Anschluss 783 proximal
zu dem Verschlussballon 785 in Flüssigkeitsverbindung mit dem
Venen-Dränage-Lumen 787.
Alternativ kann ein Venen-Dränage-Anschluss 730 distal,
wie auch proximal, zu dem Verschlussballon 785 vorhanden
sein. Verbunden mit dem Venen-Dränage-Lumen 787 der Kanüle 789 der
unteren Hohlvene gibt es einen Venen-Dränage-Anschluss 784,
welcher mit einem körperlichen
Einfluss-Rohr 749 in Flüssigkeitsverbindung
mit einem Einfluss-Anschluss 748 der zweiten Blutkreislaufpumpe 747 verbunden
ist. Nachdem das Blut aufbereitet ist, wird es durch einen Ausfluss-Anschluss 746 gepumpt,
welcher mit einem Ausfluss-Rohr 745 in Flüssigkeitsverbindung
mit einem Verbinder 752 mit Widerhaken gekoppelt ist, welcher mit
dem körperlichen
Perfusions-Lumen 708 der Arterien-Kanüle 700 gekoppelt ist.
Die zweite Blutkreislaufpumpe 747 kann eine peristaltische
Rollenpumpe, eine Zentrifugalblutpumpe oder eine andere geeignete
Blutkreislaufpumpe sein. Die körperliche Schleife
des Kreislaufunterstützungssystems
besitzt einen Venen-Blut-Vorratsbehälter 706,
einen Blut-Oxygenator 705 und einen Wärmetauscher 704 in
Serie mit der zweiten Blutkreislaufpumpe. Optional kann eine Vakuumunterstützung (nicht
dargestellt) eingesetzt werden, um die Venen-Dränage durch die Kanüle 789 der
unteren Hohlvene zu verbessern. Venöses Blut kann von den inneren
Organen des Körpers
und unteren Extremitäten
in die untere Hohlvene des Patienten eindringen und wird durch das
Venen-Dränage-Lumen 787 der
Kanüle 789 der
unteren Hohlvene abgeleitet. Das Blut wird mit Sauerstoff angereichert,
gekühlt
und. durch die zweite Blutkreislaufpumpe 747 wieder zu
den inneren Organen des Körpers
und unteren Extremitäten
durch das körperliche
Perfusions-Lumen 708 und aus den körperlichen Perfusions-Anschlüssen 724 der
Arterien-Kanüle 700 in
Umlauf gebracht.
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Optional kann entweder die Kanüle der oberen
Hohlvene 799 oder die Kanüle 789 der untere Hohlvene
ohne den Verschlussballon oder mit zusätzlichen Dränage-Anschlüssen distal zu dem Ballon hergestellt
sein, so dass die Kanüle
den rechten Vorhof des Patienten und den Sinus coronarius als Teil
der zerebralen Schleife bzw. der körperlichen Schleife ableitet.
Alternativ kann die Kanüle 799 der oberen
Hohlvene oder die Kanüle 789 der
untere Hohlvene mit einem getrennten, zweiten Dränage-humen hergestellt sein,
welches mit den Dränage-Anschlüssen verbunden
ist, welche distal zu dem Ballon positioniert sind, um den rechten
Vorhof des Patienten und den Sinus coronarius abzuleiten. Eine separate
koronare Perfusions-Schleife kann angelegt werden, indem das zweite
Dränage- Lumen mit dem Zufluss
einer dritten Blutkreislaufpumpe verbunden wird und indem der Abfluss
der Pumpe mit dem Kardioplegie-Lumen der Arterien-Kanüle 700 verbunden
wird. Die dritte Blutkreislaufpumpe kann eine peristaltische Rollepumpe,
eine Zentrifugalblutpumpe oder eine geeignete Blutkreislaufpumpe
sein. Vorzugsweise besitzt die koronare Schleife auch einen Venenblut-Vorratsbehälter, einen
Blut-Oxygenator und einen Wärmetauscher
in Serie mit der dritten Blutkreislaufpumpe.
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Als eine andere Alternative kann
der koronare Kreislauf isoliert Werften, indem ein Katheter des Sinus
coronarius zur retrograden Verabreichung der Kardioplegie in den
Koronararterien des Patienten eingesetzt wird. Dies würde die
Erfordernis nach dem Verschlussballon entweder auf der Kanüle 799 der oberen
Hohlvene oder auf der Kanüle 789 der
unteren Hohlvene beseitigen, und der rechte Vorhof des Patienten
könnte
als Teil der zerebralen Schleife oder der körperlichen Schleife abgeleitet
werden. Zum Beispiel könnte
eine Kanüle
der oberen Hohlvene 799 ohne einen Verschlussballon (nicht
dargestellt) oder mit dem entleerten Ballon (nicht dargestellt)
in die obere Hohlvene und den rechten Vorhof durch die Drosselvene
eingeführt
werden. Eine Kanüle 789 der unteren
Hohlvene würde
in die untere Hohlvene durch die Oberschenkelvene eingeführt und
der Verschlussballon 785 würde aufgeblasen werden, um die
körperliche
Schleife zu isolieren. Ein Katheter des Sinus coronarius kann gleichseitig
mit der Kanüle 799 der
oberen Hohlvene durch die Drosselvene eingeführt werden, um den koronaren
Kreislauf auf der Venen-Seite und den anterograden oder retrograden Blutfluss,
Kardioplegie oder andere Flüssigkeiten
zu isolieren. Geeignete Katheter des Sinus coronarius zur retrograden
Verabreichung der Kardioplegie können
in den US-Patenten 5,738,652; 5,722,963; 5,720,726; 5,662,607; 5,653,690;
5,643,231; 5,620,418; 5,617,854; 5,597,377; 5,558,644; 5,549,581;
5,533,957; 5,505,698; 5,488,960; 5,487,730; 5,466,216; 5,423,772;
5,423,745; 5,401,244; 5,395,331; 5,385,548; 5,385,540; 5,324,260;
5,197,952; 5,024,668; 5,021,045; 4,943,277; 4,927,412; 4,753,637;
4,648,384; 4,459,977 gefunden werden.
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Um das Kreislaufsystem mit geschlossener Schleife
zu vervollständigen,
ist eine Arterien-Perfusions-Kanüle 700 vorhanden.
Die zweiballonige, ausgewählte
Arterien-Perfusions-Kanüle 700 ist
für eine retrograde
Einführung
in die Aorta des Patienten durch einen peripheren Arterien-Zugangspunkt,
wie z. B. die Oberschenkelarterie, ausgestaltet. Die zweiballonige,
ausgewählte
Arterien-Perfusion-Kanüle 700 besitzt
eine röhrenförmige Welle 702,
welche ein Körper-Perfusions-Lumen 708,
ein Bogen-Perfusions-Lumen 710, ein Führungsdraht-Kardioplegie-Lumen 716,
zwei Ballon-Aufblas-Lumen 712 und 714, und ein
Hauptdruck-Lumen 708 besitzt. Ein stromaufwärtiger Verschlussballon 720 oder
ein anderes ausdehnbares Verschlussteil ist auf der röhrenförmigen Welle 702 derart
angebracht, dass es in dem aufsteigenden Teil der Aorta zwischen
den Koronararterien und der rechten brachiozephalen Arterie positioniert
ist. Ein stromaufwärtiger
Verschlussballon 722 oder ein anderes ausdehnbares Verschlussteil
ist auf der röhrenförmige Welle 702 derart aufgebracht,
dass es in dem absteigenden Teil der Aorta stromabwärts der
linken Unterschlüsselbein-Arterie
positioniert ist. Das körperliche
Perfusions-Lumen 708 erstreckt
sich durch die röhrenförmige Welle 702 von
einem körperlichen
Verbinder 752 mit Widerhaken zu einem oder mehreren körperlichen
Perfusions-Anschlüssen 724 auf
der röhrenförmigen Welle 702 proximal
zu dem stromabwärtigen Ver schlussballon 722.
Das Bogen-Perfusions-Lumen 710 erstreckt sich durch die
röhrenförmige Welle 702 von
einem Bogen-Verbinder 756 mit
Widerhaken zu einem oder mehreren Bogen-Perfusions-Anschlüssen 726 auf der röhrenförmigen Welle 702 zwischen dem
stromaufwärtigen
Verschlussballon 720 und dem stromabwärtigen Verschlussballon 722.
Das Führungsdraht-Kardioplegie-Lumen 716 erstreckt sich
durch die röhrenförmige Welle 702 von
einem Verbinder 722 mit Widerhaken zu einem oder mehreren
Kardioplegie-Anschlüssen 736 auf
der röhrenförmigen Welle
distal zu dem stromaufwärtigen
Verschlussballon 720. Das Hauptdruck-Lumen 718 erstreckt
sich durch die röhrenförmige Welle 702 von einer
Druck-Befestigung 768 zu einem Hauptdruck-Anschluss 728 auf
der röhrenförmigen Welle 702 distal
zu dem stromaufwärtigen
Verschlussballon 720. Ein erster Ballon-Aufblas-Lumen 712 erstreckt sich
durch die röhrenförmige Welle 702 zu
einer Ballon-Aufblas-Befestigung 760 zu einem Ballon-Aufblas-Anschluss 732 innerhalb
des stromabwärtigen Verschlussballons 722.
Ein zweiter Ballon-Aufblas-Lumen 714 erstreckt sich durch
die röhrenförmige Welle 702 zu
einer Ballon-Aufblas-Befestigung 766 zu einem Ballon-Aufblas-Anschluss 730 in
dem stromaufwärtigen
Verschlussballon 720.
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9 bis 15 stellen eine zweite Ausführungsform
des Kreislaufunterstützungssystems
der vorliegenden Erfindung dar, welches auch für eine ausgewählte, isolierte,
zweischleifige Perfusion eines Kreislaufsystems eines Patienten
eingerichtet ist. Das Kreislaufunterstützungssystem besitzt eine zerebrale
Schleife zur Perfusion des zerebralen Kreislaufes des Patienten
und der oberen Extremitäten und
eine getrennte körperliche
Schleife zur Perfusion der inneren Organe des Körpers und der unteren Extremitäten des
Patienten. Wie bei der vorab beschriebenen Ausführungsform kann der koronare
Kreislauf des Patienten optional in die zerebrale oder körperliche
Schleife aufgenommen werden, oder eine dritte isolierte koronare
Schleife kann kreiert werden. Bei dieser Ausführungsform des Kreislaufunterstützungssystems
wird für
die Arterien-Kanülen-Einführung durch
eine zweiballonige, ausgewählte
Arterien-Perfusions-Kanüle 900 ähnlich zu
derjenigen, welche in Verbindung mit 1 vorab
beschrieben wurde, gesorgt, und für die Venen-Kanülen-Einführung wird
durch eine zweilumenige Venen-Dränage-Kanüle 1199 gesorgt.
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9 stellt
eine Seitenansicht des Aorta-Katheters 900 dar, welcher
fär eine
Verwendung in einem erfindungsgemäßen Kreislaufunterstützungssystem
geeignet ist, mit einer Katheterwelle 902, welche für einen
retrograden Einsatz durch einen O-berschenklarterienzugang ausgestaltet
ist. Um eine Platzierung des Aorta-Katheters 900 zu ermöglichen und
um die Stabilität
des Katheters 900 in der geeigneten Position in der Aorta
des Patienten zu verbessern, kann ein distaler Bereich 944 der
Katheterwelle 902 mit einer Rundung vorgeformt sein, um
sich der inneren Krümmung
des Aortenbogens des Patienten anzupassen. Der gerundete distale
Bereich 944 stellt eine J-geformte Rundung von ungefähr 180 Bogengrad
mit einem Krümmungsradius
von ungefähr
2 bis 4 cm dar, um mit der typischen Krümmung des Aortenbogens bei
einem erwachsenen menschlichen Patienten überein zu stimmen. Zusätzlich kann
das distale Ende 906 des Katheters leicht schräg aufwärts aus der Ebene der Rundung
verlaufen, um sich dem vorwärts
gerichteten Winkel des ansteigenden Teils der Aorta des Patienten
anzupassen. Zusätzlich kann
die Katheterwelle 902 insbesondere in dem gerundeten distalen
Bereich 944, zum Beispiel mit geflochtenem oder aufgewickeltem
Draht verstärkt
sein, um die Stabilität des
Katheters 900 in der geeigneten Position in der Aorta des
Patienten weiter zu verbessern.
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In 10 ist
ein vergrößerter seitlicher
Querschnitt des Aorta-Katheters 900 der 9 entlang einer Linie 10-10 dargestellt,
wobei die mehrlumenige Anordnung der Katheterwelle 902 dargestellt
ist. Die Katheterwelle 902 besitzt sechs Lumen: ein körperliches
Perfusions-Lumen 908, ein Bogen-Perfusions-Lumen 910, ein allgemeines
Ballon-Aufblas-Lumen 912, ein Bogen-Überwachungs-Lumen 914,
ein Führungsdraht-
und Kardioplegie-Lumen 916 und ein Hauptdruck-Lumen 918.
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Mit Bezug auf 9 ist die verlängerte Katheterwelle 902 vorzugsweise
aus einem flexiblen thermoplastischen Material, einem thermoplastischen
Elastomer oder einem duroplastischen Elastomer gebildet. Die Katheterwelle 902 kann
getrennt durch bekannte Stranggießverfahren hergestellt werden
und durchgehend zusammen verbunden werden, zum Beispiel durch Wärmeschweißen oder durch
Kleben. Alternativ kann die Katheterwelle 902 durch Tauchverfahren
oder durch zusammengesetzte Konstruktionsverfahren hergestellt werden
und zusammen verbunden werden, oder die gesamte Katheterwelle 902 kann
ganzheitlich hergestellt werden. Geeignete Materialien für die verlängerte Katheterwelle 902 enthalten,
aber sind nicht beschränkt
auf, Polyvinylchlorid, Polyurethan, Polyethylen, Polypropylen, Polyamide
(Nylons), Polyester, Silikon, Latex, und Legierungen oder Copolymere
davon, wie auch geflochtenen, gewickelten oder gegenläufig gewickelten
Draht oder Filament verstärkte
Verbundstoffe.
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Ein stromaufwärtiges Verschlussteil 920 ist an
der Katheterwelle 902 nahe des distalen Endes 906 des
Katheters 900 ange bracht. Das stromaufwärtige Verschlussteil 920 ist
bei dieser Ausführungsform
in der Form eines ausdehnbaren, aufblasbaren Ballons durch Wärmeschweißen oder
mit einem Klebstoff mit der Katheterwelle 902 verbunden. Geeignete
Materialien für
das stromaufwärtige
Verschlussteil 920 enthalten flexible Polymere und Elastomere,
welche enthalten, aber nicht auf folgende Stoffe beschränkt sind,
Polyvinylchlorid, Polyurethan, Polyethylen, Polypropylen, Polyamide
(Nylons), Polyester, Silikon, Latex, und Legierungen oder Copolymere
und verstärkte
Verbundstoffe davon. Zusätzlich kann
die Außenoberfläche des
stromaufwärtigen Verschlussteils 920 eine
Reibung vergrößernde Beschichtung
oder Struktur enthalten, um die Reibung mit der Aortenwand zu erhöhen, wenn
es eingesetzt ist. Das stromaufwärtige
Verschlussteil 920 besitzt einen entleerten Zustand, in.
welchem der Durchmesser des Verschlussteils 920 vorzugsweise
nicht viel größer als
der Durchmesser der Katheterwelle 902 ist, und einen aufgeblasenen
Zustand, in welchem sich das Verschlussteil 920 auf einen
ausreichenden Durchmesser ausdehnt, um den Blutfluss in dem aufsteigenden
Teil der Aorta des Patienten zu verschließen. Zur Verwendung bei einem
erwachsenen menschlichen Patienten besitzt der aufblasbare Ballon
des stromaufwärtigen
Verschlussteils 920 vorzugsweise einen Außendurchmesser
im aufgeblasenen Zustand von ungefähr 1,5 cm bis 5,0 cm. Vorzugsweise
besitzt das aufblasbare Verschlussteil 920 eine Länge im aufgeblasenen
Zustand, welche nicht wesentlich länger als sein Durchmesser im
aufgeblasenen Zustand oder noch besser kürzer als sein Durchmesser im
aufgeblasenen Zustand ist. Dieses verkürzte Profil im aufgeblasenen
Zustand ermöglicht,
dass das stromaufwärtige
Verschlussteil 920 leicht in dem aufsteigenden Teil der
Aorta zwischen den Koronararterien und der brachiozephalen Arterie platziert
werden kann, ohne jegliche Angst dass beide versehentlich verschlossen
werden.
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Ein stromabwärtiges Verschlussteil 922 ist an
der Katheterwelle 902 an einer Position proximal zu und
beabstandet entfernt von dem stromaufwärtigen Verschlussteil 920 angebracht.
Der Abstand zwischen dem stromaufwärtigen Verschlussteil 920 und dem
stromabwärtigen
Verschlussteil 922 beträgt
vorzugsweise zwischen 3 und 20 cm, besser zwischen 8 und 15 cm,
und wird derart gewählt,
dass, wenn der Aorta-Katheter 900 eingesetzt ist und das
stromaufwärtige
Verschlussteil 920 in dem aufsteigenden Teil der Aorta
zwischen den Koronararterien und der brachiozephalen Arterie platziert
ist, sich das stromabwärtige
Ankerteil 922 in dem absteigenden Teil der Aorta stromabwärts der
linken Unterschlüsselbein-Arterie
befindet. Das stromabwärtige
Verschlussteil 922 ist bei dieser Ausführungsform. in der Form eines
ausdehnbaren, aufblasbaren Ballons durch Wärmeschweißen oder mit einem Klebstoff
mit der Katheterwelle 902 verbunden. Das stromabwärtige Verschlussteil 922 kann
größer, so
zu sagen verlängerter,
als das stromaufwärtige
Verschlussteil 920, von derselben Größe oder kleiner sein. Geeignete
Materialien für
das stromabwärtige
Ankerteil 922 des aufblasbaren Ballons können flexible
Polymere und Elastomere enthalten, welche enthalten, aber nicht
auf folgende Stoffe beschränkt
sind, Polyvinylchlorid, Polyurethan, Polyethylen, Polypropylen, Polyamide
(Nylons), Polyester, Silikon, Latex, und Legierungen, Copolymere
und verstärkte
Verbundstoffe davon. Zusätzlich
kann die Außenoberfläche des
stromabwärtigen
Ankerteiles 922 eine Reibung vergrößernde Beschichtung oder Struktur
enthalten, um die Reibung mit der Rortenwand zu vergrößern, wenn
es eingesetzt ist.
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Das aufblasbare stromabwärtige Verschlussteil 922 besitzt
einen entleerten Zustand, in welchem der Durchmesser des Verschlussteils 922 vorzugsweise
nicht größer als
der Durchmesser der Katheterwelle 902 ist, und einen aufgeblasenen
Zustand, in welchem sich das Verschlussteil 922 zu einem
ausreichenden Durchmesser ausdehnt, um den Blutfluss in dem absteigenden
Teil der Aorta des Patienten zu verhindern. Für eine Verwendung in erwachsenen menschlichen
Patienten besitzt das stromabwärtige Verschlussteil 922 vorzugsweise
einen Außendurchmesser
im aufgeblasenen Zustand von ungefähr 1,0 cm bis 5,0 cm und eine
Länge von
ungefähr
1,0 cm bis 7,5 cm. Je länger
das Verschlussteil 922 ist, desto größer ist die verankernde Reibung
gegen die Wand des absteigenden Teils der Aorta, wenn das stromabwärtige Verschlussteil 922 aufgeblasen
ist, um eine Wanderung des Aorta-Katheters 900 durch Druckgefälle innerhalb
der Aorta während
der Perfusion zu verhindern.
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Das körperliche Perfusions-Lumen 908 erstreckt
sich durch die Katheterwelle 902 von dem proximalen Ende 904 zu
einem oder mehreren körperlichen
Perfusions-Anschlüssen 924 an
der Außenseite
der Katheterwelle 902 proximal bezüglich des stromabwärtigen Verschlussteils 922.
Um den Katheterentwurf zu vereinfachen und den gesamten Katheterdurchmesser
zu verringern, kann alternativ eine getrennte kontralaterale oder
gleichseitige periphere Zugangs-Arterien-Kanüle verwendet werden, um entweder
dieselbe Oberschenkelarterie oder eine andere Oberschenkelarterie
zugänglich
zu machen. Das Bogen-Perfusions-Lumen 910 erstreckt
sich durch die Katheterwelle 902 von dem proximalen Ende 904 zu
einem oder mehreren Bogen-Perfusions-Anschlüssen 926 auf
der Außenseite
der Katheter welle 902 zwischen dem stromaufwärtigen Verschlussteil 920 und
dem stromabwärtigen
Verschlussteil 922. Ein allgemeiner Ballon-Aufblas-Lumen 912 erstreckt
sich durch die Katheterwelle van dem proximalen Ende 904 zu
Ballon-Aufblas-Anschlüssen 932 und 930,
welche sich in dem Inneren des stromabwärtigen Verschlussballons 922 bzw. des
stromaufwärtigen
Verschlussballons 920 befinden. Alternativ können getrennte
Aufblas-Lumen realisiert sein, um das stromabwärtige Verschlussteil 922 und
das stromaufwärtige
Verschlussteil 920 getrennt aufzublasen.
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Das Bogen-Überwachungs-Lumen 914 erstreckt
sich durch die Katheterwelle 902 von dem proximalen Ende 904 zu
einem Bogen-Überwachungs-Anschluss 934 proximal
bezüglich
des stromaufwärtigen
Verschlussteils 920, um Druck in der aortalen Wurzel zu überwachen.
Das Haupt-Druck-Lumen 918 erstreckt sich durch die Katheterwelle 902 von
dem proximalen Ende 904 zu einem Haupt-Druck-Anschluss 928 in
der Nähe
des distalen Endes 906 der Katheterwelle 902,
um Druck in der aortalen Wurzel zu überwachen. Das Führungsdraht-
und Kardioplegie-Lumen 916 erstreckt sich von dem proximalen
Ende 904 der Katheterwelle 902 zu einem Führungsdraht-/Kardioplegie-Anschluss 936 an
dem distalen Ende 906 der Katheterwelle 902 distal
bezüglich
des stroraufwärtigen
Verschlussteils 920. Vorzugsweise ist das distale Ende 906 der
Katheterwelle 902 zur leichten Einführung und, um ein Trauma oder
eine Verletzung der Aortenwand während
der Einführung
oder des Hinausziehens des Aorta-Katheters 900 zu
vermeiden, gleichmäßig verjüngt oder
abgerundet.
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Vorzugsweise besitzt der Aorta-Katheter 900 eine
oder mehrere Markierungen, welche röntgenpositive Markierungen
und/oder sonarreflektierende Markierungen enthalten können, um
eine Bilderkennung des Aorta-Katheters 900 zu verbessern,
wobei Fluoroskopie oder Ultraschall, wie z. B. transesophageale
Echokardiographie (TEE) verwendet werden. Bei dieser anschaulichen
Ausführungsform
besitzt der Aorta-Katheter 900 eine in der Nähe des distalen Endes 906 der
Katheterwelle 902 befindliche distale röntgenpositive Markierung 938,
eine in der Nähe
der proximalen Kante des stromaufwärtigen Verschlussteils 920 befindliche
dazwischen liegende röntgenpositive
Markierung 940, und eine in der Nähe der distalen Kante des stromabwärtigen Ankerteils 922 befindliche
proximale röntgenpositive
Markierung 942. Jede dieser röntgenpositiven Markierungen 938, 940, 942 kann
aus einem Ring von dichtem röntgenpositiven
Metall hergestellt sein, wie z. B. Gold, Platin, Tantal, Wolfram
oder Legierungen davon oder einem Ring eines Polymers oder Klebsoff,
welche schwer mit einem röntgenpositiven
Füllmaterial
belastet ist.
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Das proximale Ende 904 der
Katheterwelle 902 ist mit einem Verteiler 950 mit
Befestigungen für jedes
der Katheter-Lumen verbunden. Das körperliche Perfusions-Lumen 908 ist
mit einer Y-Befestigung 962 verbunden, welche einen Verbinder 952 mit Widerhaken
zur Verbindung mit einer Perfusions-Pumpe oder ähnlichem und einen Luer-Verbinder 954 besitzt,
welcher verwendet werden kann, um einen Perfusionsdruck, eine Temperatur,
chemische Zusammensetzungen zu überwachen
und um Flüssigkeitsproben
zu entnehmen oder Medikationen oder andere Flüssigkeiten zu injizieren. Das
Bogen-Perfusions-Lumen 910 ist auch mit einer Y-Befestigung 964 verbunden,
welche einen Verbinder 956 mit Widerhaken zur Verbindung
mit einer Perfusionspumpe und einen Luer-Verbinder 958 besitzt, welcher
eingesetzt werden kann, um einen Bogen-Perfusions-Druck, eine Temperatur,
chemische Zusammensetzungen zu überwachen
und um Flüssigkeitsproben
zu entnehmen oder um Medikationen oder andere Flüssigkeiten zu injizieren. Das
allgemeine Ballon-Aufblas-Lumen 912 ist
mit einem Absperrhahn oder einem Luer-Verbinder 960 oder einer anderen
Befestigung verbunden, welche zur Verbindung mit einer Spritze oder
einer Ballon-Aufblas-Vorrichtung
geeignet ist. Zusätzlich
kann das Aufblas-Lumen 912 an einer Druck-Überwachungs-Vorrichtung
angebracht sein, um eine sichtbare und/oder fühlbare Rückmeldung den Ballon-Rufblas-Druck
betreffend zu geben. Das Führungsdraht
und Kardioplegie-Lumen 916 ist mit einer dreiwegigen Y-Befestigung 970 verbunden,
welche einen Verbinder 972 mit Widerhaken zur Verbindung
mit einer Kardioplegie-Aufblas-Pumpe, einen Luer-Verbinder 974,
welcher zum Überwachen
eines Haupt-Perfusiones-Drucks,
einer Temperatur und chemischer Zusammensetzungen geeignet ist,
und einen Führungsdrahtanschluss 976 mit
Touhy-Borst-Adapter oder einem anderen hämostatischen Ventil besitzt. Das
Haupt-Druck-Lumen 918 ist mit einem Luer-Verbinder 968 oder
einer anderen geeigneten Befestigung verbunden, welche geeignet
ist, einen Bogen-Perfusions-Druck, eine Temperatur und chemische
Zusammensetzungen zu überwachen
und Flüssigkeitsproben
zu entnehmen. Das Bogen-Überwachungs-Lumen 914 ist
mit einem Luer-Verbinder 966 oder einer anderen geeigneten
Befestigung verbunden, welche geeignet ist, einen Bogen-Perfusions-Druck,
eine Temperatur und chemische Zusammensetzungen zu überwachen
und Flüssigkeitsproben
zu entnehmen. Alternativ können
Fühler
auf der Katheterwelle oder innerhalb der Katheterwelle platziert
werden, um chemische Zusammensetzungen in dem Aortenbogen zu messen.
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11 stellt
eine Seitenansicht einer zweilumenigen Venen-Dränage-Kanüle 1199 dar,
welche für
eine Verwendung in einem erfindungsgemäßen Kreislaufunterstützungssystem
geeignet ist, die zur Einführung
durch die untere Hohlvene des Patienten über die Oberschenkelvene oder
einen anderen geeigneten Venen-Zugangspunkt in die unteren Extremitäten ausgestaltet
ist. Alternativ kann die zweilumenige Venen-Dränage-Kanüle 1199 zur Einführung durch
die obere Hohlvene des Patienten über die Drosselvene oder einen
anderen geeigneten Venen-Zugangspunkt
im Nacken oder in den oberen Extremitäten ausgestaltet sein. Die
verlängerte
röhrenförmige Welle 1198 kann
getrennt durch bekannte Stranggießverfahren hergestellt werden
und durchgehend zusammen verbunden werden, zum Beispiel durch Wärmeschweißen oder
durch Kleben. Alternativ kann die verlängerte röhrenförmige Welle 1198 durch
Tauchverfahren und durch zusammengesetzte Konstruktionsverfahren
hergestellt werden und zusammen verbunden werden, oder die gesamte
röhrenförmige Welle 1198 kann
ganzheitlich hergestellt werden. Geeignete Materialien für die verlängerte röhrenförmige Welle 1198 enthalten,
aber sind nicht beschränkt
auf, Polyvinylchlorid, Polyurethan, Polyethylen, Polypropylen, Polyamide
(Nylons), Polyester, Silikon, Latex, und Legierungen oder Copolymere davon,
wie auch geflochtenen, gewickelten oder gegenläufig gewickelten Draht oder
Filament verstärkte Verbundstoffe.
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12 ist
ein vergrößerter seitlicher
Querschnitt der Venen-Dränage-Kanüle 1199 entlang
einer Linie 12-12 der 11. 13 ist ein vergrößerter seitlicher
Querschnitt der Venen-Dränage-Kanüle 1199 entlang
einer Linie 13-13 der 11.
Insgesamt stellen 11 bis 13 die mehrlumenige Anordnung der
zweilumenigen Venen-Dränage-Kanüle 1199 dar, welche
eine verlängerte
röhrenförmige Welle 1198 besitzt,
die ein erstes Venen-Dränage-Lumen 1188; ein
zweites Venen- Dränage-Lumen 1189;
ein erstes Ballon-Aufblas-Lumen 1191; und ein zweites Ballon-Aufblas-Lumen 1194 aufweist.
Alternativ kann die zweilumenige Venen-Dränage-Kanüle 1199 ein allgemeines
Ballon-Aufblas-Lumen besitzen, welches geeignet ist, beide Verschlussballons
gleichzeitig aufzublasen. Die röhrenförmige Welle 1198 besitzt vorzugsweise
eine Länge
von ungefähr
15 cm bis 90 cm und einen Durchmesser von ungefähr 10 bis 32Charr (3,3 mm bis
10,7 mm Durchmesser).
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Die zweilumenige Venen-Dränage-Kanüle 1199 besitzt
einen ersten Verschlussballon 1197 oder ein anderes ausdehnbares
Verschlussteil, welches auf der röhrenförmigen Welle 1198 angebracht
ist, was sich in der oberen Hohlvene des Patienten befindet, wenn
es in der Operationsposition ist, und einen zweiten Verschlussballon 1196 oder
ein anderes ausdehnbares Verschlussteil, welches auf der röhrenförmigen Welle 1198 angebracht
ist, was sich in der unteren Hohlvene des Patienten befindet, wenn
es in der Operationsposition ist. Geeignete Materialien für das erste
Verschlussteil 1197 und das zweite Verschlussteil 1196 enthalten
flexible Polymere und Elastomer, welche enthalten, aber nicht auf
folgende Stoffe beschränkt
sind, Polyvinylchlorid, Polyurethan, Polyethylen, Polypropylen,
Polyamide (Nylons), Polyester, Silikon, Latex, und Legierungen,
Copolymere und verstärkte
Verbundstoffe davon. Die Verschlussballons 1196 und 1197 besitzen
vorzugsweise einen Durchmesser im ausgedehnten Zustand von ungefähr 5 mm
bis 40 mm. Wenn die zweilumenige Venen-Dränage-Kanüle 1199 für eine Oberschenkelarterien-Einführung ausgestaltet
ist, ist der erste Verschlussballon 1197 in der Nähe des distalen
Endes 1195 der röhrenförmigen Welle 1198 und
der zweite Verschlussballon 1196 ist irgendwie proximal
bezüglich
des ersten Ballons 1197, wie dargestellt, angebracht. Alternativ können diese
Positionen für
eine Drosselveneneinführung
umgekehrt sein.
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Ein erstes Ballon-Aufblas-Lumen 1191 ist
mit einem Absperrhahn 1190) verbunden, welches sich durch
die röhrenförmige Welle 1198 zu
einem Ballon-Aufblas-Anschluss 1192 in dem ersten Verschlussballon 1197 erstreckt.
Das zweite Ballon-Aufblas-Lumen 1194 ist
mit einem Absperrhahn 1193 verbünden, welches sich durch die
röhrenförmige Welle 1198 zu
einem Ballon-Aufblas-Anschluss 1123 in dem zweiten Verschlussballon 1196 erstreckt.
Alternativ kann ein gemeinsames Ballon-Aufblas-Lumen realisiert sein und ein Überwachungs-Lumen der
oberen Hohlvene kann realisiert sein, um Druck, Temperatur und chemische
Zusammensetzung in der oberen Hohlvene zu überwachen.
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Das erste Venen-Dränage-Lumen 1188 erstreckt
sich von einer Venen-Dränage-Befestigung 1187 durch
die röhrenförmige Welle 1198 zu
einem oder mehreren Dränage-Anschlüssen 1195 der
oberen Hohlvene auf der röhrenförmigen Welle 1198 distal
bezüglich
des ersten Verschlussballons 1197. Zusätzlich sind Venen-Dränage-Anschlüsse 1182,
welche sich distal bezüglich
des zweiten Verschlussballons 1196 befinden, auch in Flüssigkeitsverbindung mit
dem ersten Venen-Dränage-Lumen 1188.
Alternativ können
die Venen-Dränage-Anschlüsse 1182 in Flüssigkeitsverbindung
mit dem zweiten Venen-Dränage-Lumen 1189 sein.
Das zweite Venen-Dränage-Lumen 1189 erstreckt
sich von einer Venen-Dränage-Befestigung 1181 durch
die röhrenförmige Welle 1198 zu
einem oder mehreren Dränage-Anschlüssen 1173 der
unteren Hohlvene auf der röhrenförmigen Welle 1198 proximal
bezüglich
des zweiten Verschlussballons 1196. Vorzugsweise ist der
distale Abschnitt der röhrenförmigen Welle 1198 gleichmäßig verjüngt oder
abgerundet, um leicht eingeführt
zu werden und um ein Trauma oder eine Verletzung der Hohlvene während der
Einführung
oder des Hinausziehens der Venen-Kanüle 1199 zu
verhindern.
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Vorzugsweise besitzt die Venen-Kanüle eine oder
mehrere Markierungen, welche röntgenpositive Markierungen
und/oder sonarreflektierende Markierungen enthalten können, um
die Bilderkennung der Venen-Kanüle 1199 zu
verbessern, wobei Fluoroskopie oder Ultraschall, wie z. B. transesophageale Echokardiographie
(TEE) verwendet wird. Bei dieser anschaulichen Ausführungsform
besitzt die Venen-Dränage-Kanüle 1199 eine
in der Nähe
des distalen Endes 1195 der röhrenförmigen Welle 1198 befindliche
distale röntgenpositive
Markierung 1178, eine in der Nähe der Dränage-Anschlüsse 1182 befindliche
dazwischen liegende röntgenpositive
Markierung 1177, und eine in der Nähe der distalen Kante des zweiten
Verschlussteils 1196 befindliche proximate röntgenpositive
Markierung 1176. Jeder dieser röntgenpositiven Markierungen 1178, 1177, 1176 kann
aus einem Ring von dichtem röntgenpositiven Metall,
wie z. B. Gold, Platin, Tantal, Wolfram oder Legierungen davon,
oder einem Ring aus einem Polymer oder einem Klebstoff hergestellt
sein, welcher schwer mit einem röntgenpositiven
Füllmaterial
belastet ist.
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Das proximale Ende 1183 der
Venen-Dränage-Kanüle 1199 ist
mit einem Verteiler 1125 mit Befestigungen für jedes
der Katheter-Lumen verbunden. Das erste Venen-Dränage-Lumen 1188 ist
mit einer dreiwegigen Befestigung 1187 verbunden, welche
einen Verbinder 1186 mit Widerhaken zur Verbindung mit
einer externen CPB-Maschine, einen Luer-Verbinder 1185,
welcher geeignet ist, um einen Druck der oberen Hohlvene, eine Tempera tur,
chemische Zusammensetzungen zu überwachen
und einen Führungsdraht-Anschluss 1184 mit
einem Touhy-Borst-Adapter oder einem anderen hämostatischen Ventil auf dem
proximalen Ende der Kanüle 1183 besitzt.
Das zweite Venen-Dränage-Lumen 1189 ist
mit einer Y-Befestigung 1181 gekoppelt, welche einen Verbinder 1180 mit
Widerhaken oder eine andere geeignete Befestigung, welche geeignet
ist, um mit einer CPB-Maschine gekoppelt zu werden, und eine Luer-Befestigung 1179 besitzt,
welche geeignet ist, um einen Druck, eine Temperatur und chemische
Zusammensetzungen der unteren Hohlvene zu überwachen. Ein erstes Aufblas-Lumen 1191 ist mit
einem Absperrhahn 1190 oder einer anderen geeigneten Befestigung,
welche geeignet ist, um an einen Aufblas-Mechanismus angebracht
zu werden, gekoppelt, und ein zweites Aufblas-Lumen 1194 ist mit
einem Absperrhahn 1193 oder mit einer anderen geeigneten
Befestigung, welche geeignet ist, um an einen Aufblas-Mechanismus
angebracht. zu werden, gekoppelt. Zusätzlich kann jedes Aufblas-Lumen eine
individuelle Druck-Überwachungs-Vorrichtung proximal
oder distal zu dem Absperrhahn besitzen, um für eine sichtbare oder fühlbare Rückmeldung
die Ballon-Aufblas-Drücke
betreffend zu sorgen. Alternativ kann ein gemeinsames Aufblas-Lumen
realisiert sein.
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14 stellt
die zweite Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Kreislaufsystems
mit geschlossener Schleife dar. 15 ist
eine aufgeschnittene vergrößerte Ansicht
der Kanülen-Platzierung, wie
sie in 14 dargestellt
ist, wobei ein Abschnitt des Herzens des Patienten weg geschnitten ist,
um den absteigenden Teil der Aorta besser darzustellen. Die zerebrale
Schleife des Kreislaufunterstützungssystems
wird erzeugt, indem Venen-Dränage-Anschlüsse 1495 und 1482 in
Flüssigkeitsverbindung
mit dem Dränage-Lumen 1488 der
oberen Hohlvene existieren. Mit dem Dränage-Lumen 1488 der
oberen Hohlvene ist eine Befestigung 1487 mit einem Verbinder 1486 mit
Widerhaken mit einem Rohr 1449 in Flüssigkeitsverbindung mit einem
Zufluss-Anschluss 1448 einer ersten Blutkreislaufpumpe 1447 gekoppelt.
Das Blut wird aufbereitet und durch den Ausfluss-Anschluss 1446 der
ersten Blutkreislaufpumpe 1447 zu dem Bogen-Perfusions-Lumen 1410 der
Arterien-Kanüle 1400 gepumpt.
Die erste Herzkreislaufpumpe 1447 kann eine peristaltische
Rollenpumpe, eine Zentrifugalblutpumpe oder eine andere geeignete
Blutkreislaufpumpe sein. Vorzugsweise enthält die zerebrale Schleife des
Kreislaufunterstützungssystems
auch einen Venen-Blut-Vorratsbehälter 1401,
einen Blut-Oxygenator 1403 und
einen Wärmetauscher 1402 in
Serie mit der ersten Blutkreislaufpumpe 1447. Optional
kann eine Vakuum-Unterstützung verwendet
werden, um die Venen-Dränage
durch das erste Venen-Dränage-Lumen 1488 der
zweilumenigen Venen-Dränage-Kanüle 1499 zu
verbessern. Venöses
Blut von dem Kopf und den oberen Extremitäten dringt in die obere Hohlvene
des Patienten ein und wird durch das erste Venen-Dränage-Lumen 1488 der
zweilumenigen Venen-Dränage-Kanüle 1499 abgeleitet,
da der erste Verschlussballon 1497 verhindert, dass Blut von
der oberer. Hohlvene in den rechten Vorhof wandert. Das Blut wird
mit Sauerstoff angereichert, gekühlt
und durch die erste Blutkreislaufpumpe 1447 durch das Bogen-Perfusions-Lumen 1410 der
Arterien-Kanüle 1400 zu
dem Kopf und den oberen Extremitäten
wieder in Umlauf gebracht.
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Die körperliche Schleife des Kreislaufunterstützungssystems
wird erzeuget, indem ein Venen-Dränage-Anschluss 1478 in
Flüssigkeitsverbindung
mit dem Dränage-Lumen 1489 der
unteren Hohlvene existiert. Gekoppelt mit dem zweiten Venen-Dränage-Lumen 1489 ist
eine Befestigung 1481 mit einem Verbinder 1480 mit
Widerhaken, welcher mit einem Rohr 1477 in Flüssigkeitsverbindung
mit einem Einfluss-Anschluss 1451 einer zweiten Blutkreislaufpumpe 1455 gekoppelt
ist. Nachdem das Blut aufbereitet ist, wird es durch den Ausfluss-Anschluss 1457 in
Flüssigkeitsverbindung
mit einem Rohr 1459 gepumpt, welches mit einem Verbinder 1452 mit
Widerhaken in Flüssigkeitsverbindung
mit dem körperlichen
Lumen 1408 des Aorta-Katheters 1400 gekoppelt
ist. Die zweite Herzkreislaufpumpe 1447 kann eine peristaltische
Rollenpumpe, eine Zentrifugalblutpumpe oder eine andere geeignete Blutkreislaufpumpe
sein. Vorzugsweise enthält
die körperliche
Schleife des Kreislaufunterstützungssystems
auch einen Venen-Blut-Vorratsbehälter 1404, einen
Blut-Oxygenator 1406 und einen Wärmetauscher 1405 in
Serie mit der zweiten Blutkreislaufpumpe 1455. Optional
kann eine Vakuum-Unterstützung verwendet
werden, um die Venen-Dränage durch das
zweite Venen-Dränage-Lumen
der zweilumenigen Venen-Dränage-Kanüle 1400 zu
verbessern. Venöses
Blut von den inneren Organen des Körpers und unteren Extremitäten dringt
in die untere Hohlvene des Patienten ein und wird durch das zweite
Venen-Dränage-Lumen 1489 der
zweilumenigen Venen-Dränage-Kanüle 1499 abgeleitet.
Das Blut wird mit Sauerstoff angereichert, gekühlt und durch das körperliche
Perfusions-Lumen 1408 des Arterien-Katheters 1400 durch
die zweite Blutkreislaufpumpe 1455 zu den inneren Organen
des Körpers
und unteren Extremitäten
wieder in Umlauf gebracht.
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Optional kann die zweilumenige Venen-Dränage-Kanüle 1499 ohne
sowohl dem ersten Verschlussballon als auch dem zweiten Verschlussballon
hergestellt werden oder einer der Ballons kann teilweise entleert
oder vollständig
entleert sein, wenn in diesem Modus operiert wird, falls eine Isolation
des rechten Vorhofs des Patienten und des Sinus coronarius unnötig ist.
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Alternativ kann die zweilumenige
Venen-Dränage-Kanüle 1499 mit
einem dritten Venen-Dränage-Lumen
in der röhrenförmige Welle
versehen sein, welches mit den Dränage-Anschlüssen 1482 zwischen
dem ersten und dem zweiten Ballon verbunden ist, um den rechten
Vorhof und den Sinus cornarius des Patienten abzuleiten. Eine getrennte koronare
Perfusions-Schleife kann erzeugt werden, indem das dritte Venen-Dränage-Lumen
mit dem Einfluss einer dritten Blutkreislaufpumpe verbunden wird
und der Ausfluss der Pumpe mit dem Kardioplegie-Lumen der Arterien-Kanüle 1400 verbunden
wird. Die dritte Herzkreislaufpumpe kann eine peristaltische Rollenpumpe,
eine Zentrifugalblutpumpe oder eine andere geeignete Blutkreislaufpumpe
sein. Vorzugsweise enthält
die koronare Schleife auch einen Venen-Blut-Vorratsbehälter, einen Blut-Oxygenator und
einen Wärmetauscher
in Serie mit der dritten Blutkreislaufpumpe.
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Als eine andere Alternative kann
der koronare Kreislauf isoliert werden, indem ein Katheter des Sinus
coronarius durch die Drosselvene eingeführt wird, um den koronaren
Kreislauf auf der Venenseite und für den anterograden oder retrograden
Blutfluss, Kardioplegie oder andere Flüssigkeiten in den Koronararterien
des Patienten zu isolieren. Der erste Verschlussballon 1495 könnte von
der zweilumenigen Venen-Dränage-Kanüle 1499 entfernt
werden oder könnte
unaufgeblasen gelassen werden, so dass der rechte Vorhof des Patienten
als Teil der körperlichen Schleife
abgeleitet wird.
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16 bis 23 stellen gemeinsam eine
dritte Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Kreislaufunterstützungssystems
dar, welches auch für
eine ausgewählte,
isolierte, zweischleifige Perfusion eines Kreislaufsystems eines
Patienten eingerichtet ist. Das Kreislaufunterstützungssystem besitzt eine zerebrale
Schleife zur Perfusion des zerebralen Kreislaufes und der oberen
Extremitäten
des Patienten und eine getrennte körperliche Schleife zur Perfusion der
inneren Organe des Körpers
und der unteren Extremitäten
des Patienten. Wie bei der vorab beschriebenen Ausführungsform
kann der koronare Kreislauf des Patienten optional in der zerebralen
Schleife oder der körperlichen
Schleife enthalten sein, oder eine dritte, isolierte koronare Schleife
kann durch die Verwendung eines getrennten Katheters des Sinus coronarius
oder durch eine getrennte Pumpe erzeugt werden. Bei dieser dritten
Ausführungsform
des Kreislaufunterstützungssystems
wird durch eine koaxiale zweiballonige, ausgewählte Arterien-Perfusions-Kanüle 1600 eine
Arterien-Kanüleneinführung bereitgestellt,
und eine Venen-Kanüleneinführung wird
durch eine koaxiale zweilumenige Venen-Dränage-Kanüle 1799 bereitgestellt.
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16 stellt
eine Seitenansicht des Aorta-Katheters 1600, welcher geeignet
zur Verwendung bei einem erfindungsgemäßen Kreislaufunterstützungssystem
ist, mit einer koaxialen Katheterwelle 1602 dar, welcher
zum retrograden Einsatz über
einen Oberschenkelarterien-Zugang ausgestaltet ist. Alternativ kann
eine getrennte kontralaterale oder gleichseitige Arterien-Kanüle vorhanden
sein, um für eine
Perfusion zu dem körperlichen
Körper
durch die getrennte Kanüleneinführung einer
zweiten periphere Arterie zu sorgen. Um eine Platzierung des Aorta-Katheters 1600 zu
ermöglichen
und um die Stabilität
des Katheters 1600 in der geeigneten Position in der Aorta
des Patienten zu verbessern, kann ein distaler Bereich 1644 der
Katheterwelle 1602 mit einer Rundung vorgeformt sein, um
sich der inneren Krümmung
des Aortenbogens des Patienten anzupassen. Der gerundete distale
Bereich 1644 stellt eine J-geformte Rundung von ungefähr 180 Bogengrad
mit einem Krüm mungsradius
von ungefähr
2 bis 4 cm dar, um mit der typischen Krümmung des Aortenbogens bei
einem erwachsenen menschlichen Patienten überein zu stimmen. Zusätzlich kann
das distale Ende 1606 des Katheters leicht schräg aufwärts aus der
Ebene der Rundung verlaufen, um sich dem vorwärts gerichteten Winkel des
ansteigenden Teils der Aorta des Patienten anzupassen. Zusätzlich kann
die Katheterwelle 1602 insbesondere in dem gerundeten distalen
Bereich 1644, zum Beispiel mit geflochtenem oder aufgewickeltem
Draht verstärkt
sein, um die Stabilität
des Katheters 1600 in der geeigneten Position in der Aorta
des Patienten weiter zu verbessern.
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In 17 ist
ein vergrößerter seitlicher
Querschnitt des Aorta-Katheters 1600 der 16 entlang einer Linie 17-17 dargestellt,
wobei die mehrlumenige koaxiale Anordnung der Katheterwelle 1602 dargestellt
ist. Die Katheterwelle 1602 besitzt sechs Lumen: ein körperliches
Perfusions-Lumen 1608; ein Bogen-Perfusions-Lumen 1610;
ein allgemeines Ballon-Aufblas-Lumen 1612;
ein Bogen-Überwachungs-Lumen 1614;
ein Führungsdraht-
und Kardioplegie-Lumen 1616 und ein Hauptdruck-Lumen 1618.
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18 ist
ein vergrößerter seitlicher
Querschnitt des Aorta-Katheters 1600 der 16 entlang einer Linie 18-18, wobei
die mehrlumenige Anordnung der Katheterwelle 1602 dargestellt
ist. In 18 ist dargestellt,
dass fünf
der sechs Lumen sich distal durch die Katheterwelle 1602 fortsetzen: das
Bogen-Perfusions-Lumen 1610; das allgemeine Ballon-Aufblas-Lumen 1612;
das Bogen-Überwachungs-Lumen 1614;
das Führungsdraht-
und Kardioplegie-Lumen 1616 und das Hauptdruck-Lumen 1618.
Das körperliche
Perfusions-Lumen hört
an einer Position distal zu den körperlichen Perfusions-Anschlüssen 1624 auf.
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Mit Bezug auf 16 bis 18 umfasst
der verlängerte
Katheter eine innere röhrenförmige Welle und
eine äußere röhrenförmige Welle,
welche derart in einer koaxialen Beziehung eingerichtet sind, dass ein
ringförmiger
Zwischenraum dazwischen erzeugt wird. Der ringförmige Zwischenraum zwischen
den röhrenförmigen Wellen 1603 und 1606 definiert
das körperliche
Lumen 1608. Die röhrenförmigen Wellen 1603 und 1606 sind
vorzugsweise aus einem flexiblen thermoplastischen Material, einem
thermoplastischen Elastomer oder einem duroplastischen Elastomer
ausgebildet. Die koaxiale Katheterwelle 1602 kann getrennt
durch bekannte Stranggießverfahren hergestellt
werden und durchgehend z. B. durch Wärmeschweißen oder durch Kleben zusammen
verbunden werden. Alternativ kann die koaxiale Katheterwelle 1602 durch
Tauchverfahren oder durch zusammengesetzte Konstruktionsverfahren
hergestellt sein und zusammen verbunden sein oder die gesamte Katheterwelle 1602 kann
ganzheitlich hergestellt sein. Geeignete Materialien für die verlängerte Katheterwelle 1602 enthalten,
aber sind nicht beschränkt
auf, Polyvinylchlorid, Polyurethan, Polyethylen, Polypropylen, Polyamide
(Nylons), Polyester, Silikon, Latex, und Legierungen oder Copolymere
davon, wie auch geflochtenen, gewickelten oder gegenläufig gewickelten
Draht oder Filament verstärkte Verbundstoffe.
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Ein stromaufwärtiges Verschlussteil 1620 ist an
der inneren röhrenförmigen Welle 1603 in
der Nähe
des distalen Endes 1606 des Katheters 1600 angebracht.
Das stromaufwärtige
Verschlussteil 1620 ist bei dieser Ausführungsform in der Form eines
ausdehnbaren, aufblasbaren Ballons, welcher durch Wär meschweißen oder
mit einem Klebstoff mit der Katheterwelle 1602 verbunden
ist. Geeignete Materialien für
das stromaufwärtige
Verschlussteil 1620 enthalten flexible Ploymere und Elastomere, welche
enthalten, aber nicht auf folgende Stoffe beschränkt sind, Polyvinylchlorid,
Polyurethan, Polyethylen, Polypropylen, Polyamide (Nylons), Polyester, Silikon,
Latex, und Legierungen oder Copolymere und verstärkte Verbundstoffe davon. Zusätzlich kann die
Außenoberfläche des
stromaufwärtigen
Verschlussteils 1620 eine Reibung erhöhende Beschichtung oder Struktur
besitzen, welche die Reibung mit der Aortenwand erhöht, wenn
es eingesetzt ist. Das stromaufwärtige
Verschlussteil 1620 besitzt einen entleerten Zustand, in
welchem der Durchmesser des Verschlussteils 1620 vorzugsweise
nicht größer als
der Durchmesser der Katheterwelle 1602 ist, und einen aufgeblasenen
Zustand, in welchem das Verschlussteil 1620 sich auf einen
Durchmesser ausdehnt, welcher ausreicht, um einen Blutfluss in den aufsteigenden
Teil der Aorta des Patienten zu verschließen. Zur Verwendung bei erwachsenen menschlichen
Patienten besitzt das aufblasbare ballonartige stromaufwärtige Verschlussteil 1620 vorzugsweise
einen Außendurchmesser
im aufgeblasenen Zustand von ungefähr 1,5 cm bis 5,0 cm. Vorzugsweise
besitzt das aufblasbare Verschlussteil 1620 eine Länge im aufgeblasenen
Zustand, welche nicht wesentlich länger als sein Durchmesser im
aufgeblasenen Zustand oder, noch besser, kürzer als sein Durchmesser im
aufgeblasenen Zustand ist. Dieses verkürzte Profil im aufgeblasenen
Zustand ermöglicht,
dass das stromaufwärtige
Verschlussteil 1620 einfach in den aufsteigenden Teil der
Aorta zwischen den Koronararterien und der brachiozephalen Arterie
ohne irgendeine Gefahr, beide unabsichtlich zu verschließen, platziert
werden kann.
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Ein stromabwärtiges Verschlussteil 1622 ist an
der Katheterwelle 1602 an einer Position proximal zu und
beabstandet entfernt von dem stromaufwärtigen Verschlussteil 1620 angebracht.
Der Abstand zwischen dem stromaufwärtigen Verschlussteil 1620 und
dem stromabwärtigen
Verschlussteil 1622 beträgt vorzugsweise zwischen 3
und 20 cm, noch besser zwischen 8 und 15 cm, und wird derart gewählt, dass,
wenn der Aorta-Katheter 1600 eingesetzt ist und das stromaufwärtige Verschlussteil 1620 in
dem aufsteigenden Teil der Aorta zwischen den Koronararterien und
der brachiozephalen Arterie platziert ist, dass stromabwärtige Anker-Teil 1622 in
dem absteigenden Teil der Aorta stromabwärts der linken Unterschlüsselbein-Arterie
platziert ist. Das stromabwärtige
Verschlussteil 1622 ist bei dieser Ausführungsform in Form eines ausdehnbaren,
aufblasbaren Ballons durch Wärmeschweißen oder
mit einem Klebstoff mit der Katheterwelle 1602 verbunden.
Geeignete Materialien für
den aufblasbaren Ballon des stromabwärtigen Ankerteils 1622 enthalten
flexible Polymere und Elastomere, welche enthalten, aber nicht darauf
beschränkt
sind, Polyvinylchlorid, Polyurethan, Polyethylen, Polypropylen,
Polyamide (Nylons), Polyester, Silikon, Latex, und Legierungen,
Copolymere und verstärkte
Verbundstoffe davon. Zusätzlich
kann die Außenoberfläche des
stromabwärtigen
Ankerteiles 1622 eine Reibung verstärkende Beschichtung oder Struktur
enthalten, um die Reibung mit der Aortenwand zu erhöhen, wenn
es eingesetzt ist.
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Das aufblasbare stromabwärtige Verschlussteil 1622 besitzt
einen entleerten Zustand, in welchem der Durchmesser des Verschlussteils 1622 vorzugsweise
nicht viel größer als
der Durchmesser der Katheterwelle 1602 ist, und einen aufgeblasenen Zustand,
in welchem das Verschlussteil 1622 sich auf einen Durchmesser
ausdehnt, welcher geeignet ist, um den Blut fluss in dem absteigenden
Teil der Aorta des Patienten zu regulieren. Deshalb kann, um die erwünschten
Ergebnisse zu erreichen, dass stromabwärtige Verschlussteil vollständig aufgeblasen oder
teilweise aufgeblasen sein. Zur Verwendung bei erwachsenen menschlichen
Patienten, beträgt
ein Außendurchmesser
des stromabwärtigen
Verschlussteils 1622 in einem aufgeblasenen. Zustand vorzugsweise
ungefähr
1,0 cm bis 5,0 cm und hat eine Länge
von ungefähr
1,0 cm bis 7,5 cm.
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Das körperliche Perfusions-Lumen 1608 erstreckt
sich durch die Katheterwelle 1602 von dem proximalen Ende 1604 zu
einem oder mehreren körperlichen
Perfusions-Anschlüssen 1624 auf
der Außenseite
der Katheterwelle 1602 proximal zu dem stromabwärtigen Verschlussteil 1622.
Das Bogen-Perfusions-Lumen 1610 erstreckt sich durch die Katheterwelle 1602 von
dem proximalen Ende 1604 zu einem oder mehreren Bogen-Perfusions-Anschlüssen 1626 auf
der Außenseite
der Katheterwelle 1602 zwischen dem stromaufwärtigen Verschlussteil 1620 und
dem stromabwärtigen
Verschlussteil 1622. Ein allgemeines Ballon-Aufblas-Lumen 1612 erstreckt
sich durch die Katheterwelle 1602 von dem proximalen Ende 1604 zu
Ballon-Aufblas-Anschlüssen 1632 und 1630,
welche sich in dem Inneren des stromabwärtigen Verschlussballons 1622 bzw.
des stromaufwärtigen
Verschlussballons 1620 befinden. Alternativ können getrennte
Aufblas-Lumen realisiert sein, um das stromabwärtige Verschlussteil 1622 und das
stromaufwärtige
Verschlussteil 1620 getrennt aufzublasen.
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Das Bogen-Überwachungs-Lumen 1614 erstreckt
sich durch die Katheterwelle 1602 von dem proximalen Ende 1604 zu
einem Bogen-Überwachungs-Anschluss 1634 proximal
zu dem stromaufwärtigen
Verschlussteil 1620, um den Druck in dem Aortenbogen durch
das Lumen 1614 zu überwachen oder
indem ein getrennter Fühler
gleitbar in dem Lumen 1614 angeordnet ist. Das Hauptdruck-Lumen 1618 erstreckt
sich durch die Katheterwelle 1602 von dem proximalen Ende 1604 zu
einem Hauptdruck-Anschluss 1628 in der Nähe des distalen
Endes 1606 der Katheterwelle 1602, um einen Druck
in der Aortenwurzel durch das Lumen 1618 oder durch einen
getrennten gleitbar in dem Lumen 1618 angeordneten Fühler zu überwachen.
Das Führungsdraht- und
Kardioplegie-Lumen 1616 erstreckt sich von dem proximalen
Ende 1604 der Katheterwelle 1602 zu einem Führungsdraht/Kardioplegie-Anschluss 1636 an
dem distalen Ende 1606 der Katheterwelle 1602,
distal zu dem stromaufwärtigen
Verschlussteils 1620. Vorzugsweise ist das distale Ende 1606 der Katheterwelle
für eine
einfache Einführung,
und um ein Trauma oder einer Verletzung der Aortenwand während des
Einführens
oder des Hinausziehens des Aorta-Katheters 1600 zu verhindern,
gleichmäßig verjüngt oder
abgerundet.
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Vorzugsweise besitzt der Aorta-Katheter 1600 eine
oder mehrere Markierungen, welche röntgenpositive Markierungen
und/oder sonarreflektierende Markierungen enthalten können, um
eine Bilderkennung des Aorta-Katheters 1600 zu verbessern,
wobei Fluoroskopie oder Ultraschall, wie z. B. transesophageale
Echokardiograpie (TEE), verwendet werden. Bei dieser anschaulichen
Ausführungsform
besitzt der Aorta-Katheter 1600 eine in der Nähe des distalen
Endes 1606 der Katheterwelle 1602 positionierte
distale röntgenpositive
Markierung 1638, eine in der Nähe der proximalen Kante des
stromaufwärtigen
Verschlussteils 1620 positionierte dazwischen befindliche
röntgenpositive
Markierung 1640, und eine in der Nähe der distalen Kante des stromabwärtigen Ankerteils 1622 positionierte
proximale röntgenpositive
Markierung 1642. Jede dieser rönt genpositiven Markierungen 1638, 1640, 1642 kann
aus einem Ring von dichtem röntgenpositiven
Metall, wie z. B. Gold, Platin, Tantal, Wolfram oder Legierungen davon
oder aus einem Ring eines Polymers oder einem Klebstoff, welcher
schwer mit röntgenpositivem Material
belastet ist, hergestellt sein.
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Das proximale Ende 1604 der
Katheterwelle 1602 ist mit einem Verteiler 1650 mit
Befestigungen für
jedes der Katheter-Lumen verbunden. Das körperliche Perfusions-Lumen 1608 ist
mit einer Y-Befestigung 1662, welche einen Verbinder 1652 mit
Widerhaken für
eine Verbindung mit einer Perfusionspumpe oder ähnlichem und einen Luer-Verbinder 1654 besitzt,
welcher zum Überwachen
eines Perfusionsdrucks, einer Temperatur, chemischer Zusammensetzungen
und zum Herausziehen von Flüssigkeitsproben
oder zum Injizieren von Medikationen oder anderen Flüssigkeiten
verwendet werden kann. Das Bogen-Perfusions-Lumen 1610 ist auch mit einer
Y-Befestigung 1664 verbunden, welche einen Verbinder 1656 mit
Widerhaken zur Verbindung mit einer Perfusionspumpe und einen Luer-Verbinder 1658 besitzt,
welcher zum Überwachen
eines Bogen-Perfusions-Drucks, einer Temperatur, chemischer Zusammensetzungen
und zum Herausziehen von Flüssigkeitsproben
oder zum Injizieren von Medikationen oder anderen Flüssigkeiten
verwendet werden kann. Das allgemeine Ballon-Aufblas-Lumen 1612 ist
mit einem Absperrhahn oder einem Luer-Verbinder 1660 oder
einer anderen Befestigung verbunden, welche zur Verbindung mit einer
Spritze oder einer Ballon-Aufblas-Vorrichtung geeignet ist. Zusätzlich kann
das Aufblas-Lumen einen Druck-Überwachungs-Ballon
proximal oder distal zu dem Absperrhahn oder der Luer-Befestigung
besitzen, um eine sichtbare oder fühlbare Rückmeldung bezüglich des
Ballon-Aufblas-Drucks zu geben. Das Führungsdraht- und Kardioplegie-Lumen 1616 ist
mit einer dreiwegigen Y-Befestigung
1670, welche einen Verbinder 1672 mit
Widerhaken zur Verbindung mit einer Kardioplegie-Aufblas-Pumpe,
einen Luer-Verbinder 1674,
welcher zum Überwachen
eines Hauptperfusions-Drucks,
einer Temperatur und chemischer Zusammensetzungen geeignet ist,
und einen Führungsdraht-Anschluss 1676 mit
einem Touhy-Borst-Adapter oder einem anderen hämostatischen Ventil besitzt.
Das Hauptdruck-Lumen 1618 ist mit einem Luer-Verbinder 1668 oder
einer anderen Befestigung verbunden, welche zum Überwachen eines Bogen-Perfusions-Drucks,
einer Temperatur und chemischer Zusammensetzungen oder zum Herausziehen
von Flüssigkeitsproben
angemessen geeignet ist. Das Bogen-Überwachungs-Lumen 1614 ist mit
einem Luer-Verbinder 1666 oder einer anderen Befestigung
verbunden, welche zum Überwachen
eines Bogen-Perfusions-Drucks, einer Temperatur, chemischer Zusammensetzungen
oder zum Herausziehen von Flüssigkeitsproben
angemessen geeignet ist.
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19 stellt
eine Seitenansicht einer koaxialen zweilumenigen Venen-Dränage-Kanüle 1999, welche
zur Verwendung bei einem erfindungsgemäßen Kreislaufunterstützungssystem
geeignet ist, dar, die zur Einführung
durch die untere Hohlvene des Patienten über die Oberschenkelvene oder
einen anderen geeigneten Venenzugangspunkt in die unteren Extremitäten ausgestaltet
ist. Alternativ kann die koaxiale zweilumenige Venen-Dränage-Kanüle 1999 zur
Einführung
durch die obere Hohlvene des Patienten über die Drosselvene oder einen
anderen geeigneten Venenzugangspunkt in dem Nacken oder in den oberen
Extremitäten
ausgestaltet sein. Die verlängerte
koaxiale röhrenförmige Welle 1998 kann
getrennt durch bekannte Stranggießverfahren hergestellt sein
und durchgehend zum Beispiel durch Wärmeschweißen oder Kleben zusammen verbunden sein.
Alternativ kann die verlängerte
koaxiale röhrenförmige Welle
1998 durch
Tauchverfahren oder durch zusammengesetzte Konstruktionstechniken
hergestellt sein und zusammen verbunden sein, oder die gesamte verlängerte koaxiale
röhrenförmige Welle 1998 kann
ganzheitlich hergestellt sein. Geeignete Materialien für die verlängerte koaxiale
röhrenförmige Welle 1998 enthalten,
sind aber nicht beschränkt auf,
Polyvinylchlorid, Polyurethan, Polyethylen, Polypropylen, Polyamide
(Nylons), Polyester, Silikon, Latex, und Legierungen oder Copolymere
davon, wie auch geflochtenen, aufgewickelten oder gegenläufig gewickelten
Draht oder Filament verstärkte
Verbundstoffe.
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20 ist
ein vergrößerter seitlicher
Querschnitt der koaxialen zweilumenigen Venen-Dränage-Kanüle 1999 entlang einer
Linie 20-20 der 19. 21 ist ein vergrößerter seitlicher
Querschnitt der koaxialen zweilumenigen Venen-Dränage-Kanüle 1999 entlang
einer Linie 21-21 der 19.
Insgesamt stellen 19 bis 21 die mehrlumenige Anordnung
dar, wobei die innere röhrenförmige Welle 1915 und
eine äußere röhrenförmige Welle 1917 in
einer koaxialen Beziehung derart angeordnet sind, dass ein ringförmiger Zwischenraum dazwischen
erzeugt wird, welcher das körperliche Venen-Dränage-Lumen 1989 definiert.
Die venöse koaxiale
mehrlumenige Dränage-Kanüle 1999 umfasst
weiter ein zerebrales Dränage-Lumen 1988, welches
durch den Innendurchmesser der inneren röhrenförmigen Welle 1915 definiert
ist, ein erstes Ballon-Aufblas-Lumen 1991, und ein zweites
Ballon-Aufblas-Lumen 1994. Die röhrenförmige Welle 1998 besitzt
vorzugsweise eine Länge
von ungefähr 15
cm bis 90 cm und einen Durchmesser von ungefähr 10 bis 32Charr (3,3 mm bis
10,7 mm Durchmesser).
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Die zweilumenige Venen-Dränage-Kanüle 1999 besitzt
einen ersten Verschlussballon 1997 oder ein anderes auf
der röhrenförmigen Welle 1998 angebrachtes
ausdehnbares Verschlussteil, welches in der oberen Hohlvene des
Patienten positioniert ist, wenn es sich in der operativen Position
befindet, und einen zweiten Verschlussballon 1996 oder
ein anderes auf der röhrenförmigen Welle 1998 angebrachtes ausdehnbaren
Verschlussteil, welches in der unteren Hohlvene des Patienten positioniert
ist, wenn es sich in der operativen Position befindet, um eine Segmentation
des Venen-Blutflusses in der oberen und unteren Hohlvene zu erzeugen.
Geeignete Materialien für das
erste Verschlussteil 1997 und das zweite Verschlussteil 1996 enthalten
flexible Polymere und Elastome, welche enthalten, aber nicht auf
folgende Stoffe beschränkt
sind, Polyvinylchlorid, Polyurethan, Polyethylen, Polypropylen,
Polyamide (Nylons), Polyester, Silikon, Latex, und Legierungen,
Copolymere und verstärkte
Verbundstoffe davon. Die Verschlussballons 1996 und 1997 besitzen
vorzugsweise einen Durchmesser im ausgedehnten Zustand von ungefähr 5 mm
bis 40 mm. Wenn die koaxiale zweilumenige Venen-Dränage-Kanüle 1999 zur
Oberschenkelarterien-Einführung
ausgestaltet ist, ist der erste Verschlussballon 1997 in
der Nähe
des distalen Endes 1995 der inneren röhrenförmigen Welle 1915 und
der zweite Verschlussballon 1996 etwas proximal zu dem ersten
Ballon 1997 auf der äußeren röhrenförmigen Welle 1917 angebracht.
Alternativ sind die Positionen der Verschlussballons zur Drosselvenen-Einführung umgekehrt.
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Ein erster Ballon-Aufblas-Lumen 1991 ist
mit einem Absperrhahn 1990 verbunden, welches sich durch
die röhrenförmige Welle 1998 zu
einem Ballon-Aufblas-Anschluss 1992 in dem ersten Verschlussballon 1997 erstreckt.
Das zweite Ballon- Aufblas-Lumen 1994 ist
mit einem Absperrhahn 1993 verbunden, welches sich durch
die röhrenförmige Welle 1998 zu
einem Ballon-Aufblas-Anschluss 1923 in dem zweiten Verschlussballon 1996 erstreckt.
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Das zerebrale Venen-Dränage-Lumen 1988 erstreckt
sich von einer proximalen Venen-Dränage-Befestigung 1987 in
Flüssigkeitsverbindung
mit einer externen CPB-Maschine durch die röhrenförmige Welle 1998 zu
einem oder mehreren Dränage-Anschlüssen 1995 der
oberen Hohlvene auf der röhrenförmigen Welle 1998 distal
zu dem ersten Verschlussballon 1997. Zusätzlich befinden
sich Venen-Dränage-Anschlüsse 1982,
welche sich proximal zu dem ersten Verschlussballon 1997 befinden, auch
in Flüssigkeitsverbindung
mit dem ersten Venen-Dränage-Lumen 1988.
Alternativ können
die Venen-Dränage-Anschlüsse 1982 in
Flüssigkeitsverbindung
mit dem körperlichen
Venen-Dränage-Lumen 1989 sein.
Alternativ kann ein getrenntes Lumen vorhanden sein, um den Herzmuskelkreislauf
vollständig
zu isolieren. Das körperliche
Venen-Dränage-Lumen 1989 erstreckt
sich von einer proximalen Venen-Dränage-Befestigung 1981 in
Flüssigkeitsverbindung
mit einer externen CPB-Maschine durch die röhrenförmige Welle 1998 zu
einem oder mehreren Dränage-Anschlüssen 1978 der
unteren Hohlvene auf der röhrenförmigen Welle 1998 proximal
zu dem zweiten Verschlussballon 1996. Vorzugsweise ist
der distale Abschnitt der röhrenförmigen Welle 1998 zur einfachen
Einführung,
und um ein Trauma oder eine Verletzung der Hohlvene während der
Einführung oder
des Herausziehens der koaxialen mehrlumenigen Venen-Kanüle 1999 zu
verhindern, gleichmäßig verjüngt oder
abgerundet.
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Vorzugsweise besitzt die koaxiale
mehrlumenige Venen-Kanüle 1999 eine
oder mehrere Markierungen, welche röntgenpositive Markierungen und/oder
sonarreflektierende Markierungen enthalten können, um eine Bilderkennung
der Venen-Kanüle 1999 zu
verbessern, wobei Fluoroskopie oder Ultraschall, wie z. B. transesophageale
Echokardiographie (TEE), verwendet werden. Bei dieser anschaulichen
Ausführungsform
besitzt die mehrlumenige koaxiale Venen-Dränage-Kanüle 1999 eine in der
Nähe des
distalen Endes der röhrenförmigen Welle 1998 positionierte
distale röntgenpositive
Markierung 1908, eine in der Nähe der Dränage-Anschlüsse 1982 positionierte
dazwischen befindliche röntgenpositive
Markierung 1977 und eine in der Nähe der distalen Kante des zweiten
Verschlussteils 1996 positionierte proximale röntgenpositive
Markierung 1976. Jede der röntgenpositiven Markierungen 1908, 1977, 1976 kann
aus einem Ring von dichtem röntgenpositiven
Metall, wie z. B. Gold, Platin, Tantal, Wolfram oder Legierungen
davon oder einem Ring eines Polymers oder eines schwer mit einem
röntgenpositiven
Füllmaterial
belasteten Klebstoff hergestellt sein.
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Das proximale Ende 1983 der
koaxialen mehrlumenigen Venen-Dränage-Kanüle 1999 ist
geeignet, das innere röhrenförmige Teil
aufzunehmen und eine flüssigkeitsdichte
Dichtung durch den Touhy-Borst-Adapter 1931 oder ein anderes
geeignetes hämostatisches
Ventil, welches zum Aufnehmen eines zweiten Katheter-Instruments
geeignet ist, zu schaffen. Das zerebrale Venen-Dränage-Lumen 1988 ist
mit einer Y-Befestigung 1987 gekoppelt, welche einen Verbinder 1986 mit
Widerhaken zur Verbindung mit einer externen CPB-Maschine, und einen Luer-Verbinder 1985,
welcher zum Überwachen
eines Drucks in einer oberen Hohlvene, einer Temperatur und chemischer
Zusammensetzungen geeignet ist, aufweist. Das körperliche Venen-Dränage-Lumen 1989 ist
mit einer dreiwegigen Befestigung 1981 gekoppelt, welche
einen Verbinder 1980 mit Widerhaken oder eine andere geeignete
Befestigung, welche geeignet ist, um mit einer CPB-Maschine gekoppelt zu
sein, eine Luer-Befestigung 1979, welche zum Überwachen
eines Drucks in einer unteren Hohlvene, einer Temperatur und chemischer
Zusammensetzungen geeignet ist, und einen Führungsdraht-Anschluss 1984 mit
einem Touhy-Borst-Adapter 1931 oder einem anderen hämostatischen
Ventil aufweist. Ein erstes Aufblas-Lumen 1991 ist mit
einem Absperrhahn 1990 oder einer anderen angemessenen Befestigung,
um an eine Aufblas-Vorrichtung angebracht werden zu können, gekoppelt,
und ein zweites Aufblas-Lumen 1994 ist mit einem Absperrhahn 1993 oder
einer anderen angemessenen Befestigung, um an eine Aufblas-Vorrichtung
angebracht werden zu können,
gekoppelt. Zusätzlich
kann jedes Aufblas-Lumen eine individuelle Druck-Überwachungs-Vorrichtung
proximal oder distal zu dem Absperrhahn besitzen, um für eine sichtbare
und fühlbare
Rückmeldung
die Ballon-Aufblas-Drücke
betreffend zu sorgen.
-
22 stellt
eine dritte Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Unteratützungssystems
für eine ausgewählte, isolierte,
zweischleifige Perfusion eines Kreislaufsystems eines Patienten
dar. Das Kreislaufunterstützungssystem
besitzt eine zerebrale Schleife für eine Perfusion des zerebralen
Kreislaufs des Patienten und der oberen Extremitäten und eine getrennte körperliche
Schleife zur Perfusion der inneren Organe des Körpers des Patienten und der
unteren Extremitäten.
Wie bei den vorab beschriebenen Ausführungsformen kann der koronare
Kreislauf des Patienten optional in die zerebrale Schleife oder
die körperliche
Schleife einbezogen werden, oder eine dritte, isolierte koronare
Schleife kann kreiert werden. Bei dieser Ausführungsform des Kreislaufunterstützungssystems
wird durch eine zweiballonige, koaxiale ausgewählte Arterien- Perfusions-Kanüle 2200 für die Arterien-Kanüleneinführung gesorgt
und für
die Venen-Kanüleneinführung wird
durch eine zweilumenige, koaxiale Venen-Dränagekanüle 2299 gesorgt. Eine
aufgeschnittene Großaufnahme
der Kanülen-Platzierung
ist in 23 mit einem
aufgeschnitten Abschnitt des Herzens des Patienten, um den absteigenden
Teil der Aorta besser darzustellen, dargestellt.
-
Die zweilumenige koaxiale Venen-Dränage-Kanüle 2299 kann
zur Einführung
durch die untere Hohlvene des Patienten über die Oberschenkelvene oder
einen anderen geeigneten Venenzugangspunkt in den unteren Extremitäten, wie
dargestellt, ausgestaltet sein, oder alternativ kann sie zur Einführung durch
die obere Hohlvene des Patienten über die Drosselvene oder einen
anderen geeigneten Venenzugangspunkt in dem Nacken oder den oberen Extremitäten ausgestaltet
sein. Die zweilumenige koaxiale Venen-Dränage-Kanüle 2299 besitzt eine
innere röhrenförmige Welle 2215,
welche ein erstes Venen-Dränage-Lumen 2288 zum
Ableiten des venösen
Blutes von der oberen Hohlvene des Patienten aufweist, und eine äußere, koaxiale
röhrenförmige Welle 2217,
welche ein zweites, koaxiales Venen-Dränage-Lumen 2289 zum Ableiten des
venösen
Blutes von der unteren Hohlvene des Patienten aufweist. Zusätzlich weist
die innere röhrenförmige Welle 2215 ein
erstes Ballon-Aufblas-Lumen 2291 auf, und die äußere röhrenförmige Welle 2217 weist ein
zweites Ballon-Aufblas-Lumen 2294 zum Aufblasen der Ballons
auf, um die Segmentation der Hohlvene zu ermöglichen, um den zerebralen,
körperlichen
und Herzmuskel-Kreislauf zu isolieren. Die inneren und äußeren röhrenförmigen Wellen 2215 und 2217 besitzen
vorzugsweise eine Länge
von ungefähr
15 cm bis 90 cm und die äußere röhrenförmige Welle 2217 besitzt
vorzugsweise einen Durchmesser von ungefähr 10 bis 32Charr (3,3 mm bis 10,7
mm Durchmesser). Ein erster Verschlussballon 2297 oder
ein anderes ausdehnbares Verschlussteil ist in der Nähe des distalen
Endes der inneren röhrenförmigen Welle 2215 angebracht,
und ein zweiter Verschlussballon 2296 oder ein anderes
ausdehnbares Verschlussteil ist in der Nähe des distalen Endes der äußeren röhrenförmigen Welle 2217 angebracht.
Die Verschlussballons 2297 und 2296 oder die anderen ausdehnbaren
Verschlussteile besitzen vorzugsweise einen Durchmesser im ausgedehnten
Zustand von ungefähr
5 mm bis 40 mm. Die innere röhrenförmige Welle 2215 befindet
sich gleitbar in einer hämostatischen
Dichtung 2231 an dem proximalen Ende der äußeren röhrenförmigen Welle 2217.
Dies ermöglicht
eine Einstellung des Abstandes zwischen dem ersten Verschlussballon 2297 und
dem zweiten Verschlussballons 2296, so dass der erste Verschlussballon 2297 in
der oberen Hohlvene des Patienten positioniert werden kann und der
zweiter Verschlussballon 2296 in der unteren Hohlvene des
Patienten positioniert werden kann. Vorzugsweise besitzt die hämostatische
Dichtung eine Befestigung oder eine andere Kompressionsdichtung,
welche der Bedienperson ermöglicht,
die relative Position der inneren 2215 und äußeren 2217 röhrenförmigen Wellen
gezielt zu verriegeln. Optional kann eine gleitende hämostatische
Dichtung an dem distalen Ende der äußeren röhrenförmigen Welle verwendet werden, um
den ringförmigen
Zwischenraum zwischen der inneren und äußeren ringförmigen Welle abzudichten.
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Das Dränage-Lumen 2288 der
oberen Hohlvene erstreckt sich durch die innere röhrenförmige Welle 2215 von
einer ersten Venen-Dränage-Befestigung 2287 an
dem proximalen Ende der inneren röhrenförmigen Welle 2215 zu
einem oder mehreren Dränage-Anschlüssen der
oberen Hohlvene auf der inneren röhrenförmigen Welle 2215 distal
zu dem ersten Verschlussballon 2297.
-
Das Dränage-Lumen 2288 der
oberen Hohlvene kann auch mit einem distalen Führungsdraht-Anschluss an dem
Ende der inneren röhrenförmigen Welle 2215 distal
zu dem ersten Verschlussballon 2297 verbunden sein. Das
zweite Venen-Dränage-Lumen 2289 erstreckt
sich durch die röhrenförmige Welle 2298 in
den ringförmigen
Zwischenraum von einer zweiten Venen-Dränage-Befestigung 2281 auf dem proximalen
Ende der äußeren röhrenförmigen Welle 2217 zu
einem oder mehreren Dränage-Anschlüssen 2278 der
unteren Hohlvene auf der äußeren röhrenförmigen Welle
proximal zu dem zweiten Verschlussballon 2296. Zusätzlich kann auch
eine Extra-Dränage
durch eine ringförmige Öffnung 2273 und
Extra-Venen-Dränage-Anschlüsse 2282 distal
zu dem zweiten Verschlussballon 2296 bewerkstelligt werden.
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Die zerebrale Schleife des Kreislaufunterstützungssystems
wird erzeugt, indem das Dränage-Lumen 2288 der
oberen Hohlvene der inneren röhrenförmigen Welle 2215 mit
dem Einfluss 2248 einer ersten Blutkreislaufpumpe 2247 verbunden
wird, wobei ein geeignetes Blutflussrohr 2249 verwendet wird,
wobei dann der Ausfluss 2246 der ersten Blutkreislaufpumpe 2247 mit
dem Bogen-Perfusions-Lumen 2210 der Arterien-Kanüle 2200 verbunden
wird. Die erste Herzkreislaufpumpe 2247 kann eine peristaltische
Rollenpumpe, eine Zentrifugalblutpumpe oder eine andere geeignete
Blutkreislaufpumpe sein. Vorzugsweise kann die zerebrale Schleife
des Kreislaufunterstützungssystems
auch einen Venen-Blut-Vorratsbehälter 2201,
einen Blut-Oxygenator 2203 und
einen Wärmetauscher 2202 in
Serie mit der ersten Blutkreislaufpumpe 2247 aufweisen.
Optional kann eine Vakuum-Unterstützung verwendet werden, um
die Venen-Dränage
durch das erste Venen-Dränage-Lumen 2288 der
inneren röhrenförmigen Welle 2215 zu
verbessern. Venöses
Blut von dem Kopf und oberen Extremitäten wird durch den ersten Verschlussballon 2297 in
das Lumen 2288 der oberen Hohlvene aufgeteilt und wird
durch das Venen-Dränage-Lumen 2288 der
oberen Hohlvene der inneren röhrenförmigen Welle 2215 abgeleitet.
Das Blut wird mit Seuerstoff angereichert, gekühlt und durch die erste Blutkreislaufpumpe 2247 zu
dem Kopf und den oberen Extremitäten
durch das Bogen-Perfusions-Lumen 2210 der Arterien-Kanüle 2200 wieder
in Umlauf gebracht.
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Die körperliche Schleife des Kreislaufunterstützungssystems
wird erzeugt, indem das Venen-Dränage-Lumen 2289 der
unteren Hohlvene der äußeren röhrenförmigen Welle 2217 mit
dem Einfluss 2251 einer zweiten Blutkreislaufpumpe 2255 verbunden
wird, wobei ein geeignetes Blutflussrohr 2277 verwendet
wird, wobei dann der Ausfluss der zweiten Blutkreislaufpumpe mit
dem körperlichen
Perfusions-Lumen 2208 der Arterien-Kanüle 2200 verbunden
wird. Die zweite Herzkreislaufpumpe 2255 kann eine peristaltische
Rollenpumpe, eine Zentrifugalblutpumpe oder eine andere geeignete
Blutkreislaufpumpe sein. Vorzugsweise besitzt die körperliche Schleife
des Kreislaufunterstützungssystems
auch einen Venen-Blut-Vorratsbehälter 2204,
einen Blut-Oxygenator 2206 und einen Wärmetauscher 2205 in
Serie mit der zweiten Blutkreislaufpumpe 2255. Optional
kann eine Vakuum-Unterstützung
verwendet werden, um die Venen-Dränage durch
das Venen-Dränage-Lumen 2289 der
unteren Hohlvene der röhrenförmigen Welle 2298 zu
verbessern. Venöses
Blut von den inneren Organen des Körpers und den unteren Extremitäten dringt
in die untere Hohlvene des Patienten ein und wird durch den zweiten
Verschlussballon 2296 in das Venen-Dränage-Lumen 2289 der
unteren Hohlvene aufgeteilt und wird durch das Venen-Dränage-Lumen 2289 der
unteren Hohlvene abgeleitet. Das Blut wird mit Sauerstoff angereichert,
ge kühlt
und durch die zweiter Blutkreislaufpumpe 2255 zu den inneren
Organen des Körpers und
den unteren Extremitäten
durch das körperliche Perfusions-Lumen 2208 der
Arterien-Kanüle 220C wieder
in Umlauf gebracht.
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Die zweilumenige, koaxiale Venen-Dränage-Kanüle 2299 besitzt
auch einen oder mehrere Dränage-Anschlüsse 2282,
welche mit dem ersten Venen-Dränage-Lumen 2288 auf
der inneren röhrenförmigen Welle 2215 zwischen
dem ersten und dem zweiten Ballon 2297 und 2296 zum
Ableiten des rechten Vorhofes des Patienten und des Sinus coronarius
als Teil der zerebralen Schleife verbunden sind. Alternativ kann
der rechte Vorhof des Patienten und der Sinus coronarius in das
Venen-Dränage-Lumen 2289 der
unteren Hohlvene durch den ringförmigen
Zwischenraum 2273 zwischen der inneren 2215 und äußeren 2217 röhrenförmigen Welle
als Teil der körperlichen
Schleife abgeleitet werden. Optional kann die zweilumenige, koaxiale
Venen-Dränage-Kanüle 2299 entweder
ohne den ersten Verschlussballon 2297 oder dem zweiten
Verschlussballon 2296 hergestellt sein oder einer der Ballons
kann entleert sein, wenn eine Isolation des rechten Vorhofes des Patienten
und des Sinus coronarius nicht benötigt wird. Alternativ kann
die zweilumenige, koaxiale Venen-Dränage-Kanüle 2299 mit einem
dritten Venen-Dränage-Lumen
in der inneren oder äußeren röhrenförmigen Welle
versehen sein, welches mit Dränage-Anschlüssen zwischen
dem ersten 2297 und den zweiten 2296 Ballon zum
Ableiten des rechten Vorhofes des Patienten und des Sinus coronarius verbunden
ist. Eine getrennte koronare Perfusions-Schleife kann erzeugt sein, indem das
dritte Venen-Dränage-Lumen mit dem Einfluss
einer dritten Blutkreislaufpumpe verbunden ist und der Ausfluss der
Pumpe mit dem Kardioplegie-Lumen 2216 der Arterien-Kanüle 2200 verbunden
ist. Die dritte Blutkreislaufpumpe kann eine peristaltische Rollenpumpe,
eine Zentrifugalblutpumpe oder eine andere geeignete Blutkreislaufpumpe
sein. Vorzugsweise besitzt die koronare Schleife einen Venen-Blut-Vorratsbehälter, einen
Blut-Oxygenator und einen Wärmetauscher
in Serie mit der dritten Blutkreislaufpumpe.
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24 bis 29 stellen gemeinsam eine
vierte Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Kreislaufunterstützungssystems
dar, welches zur ausgewählten,
isolierten, zweischleifigen Perfusion eines Kreislaufsystems eines
Patienten ausgestaltet ist. Das Kreislaufunterstützungssystem besitzt eine zerebrale Schleife
zur Perfusion des zerebralen Kreislaufs des Patienten und der unteren
Extremitäten
und eine getrennte körperliche
Schleife zur Perfusion der inneren Organe des Körpers des Patienten und der
unteren Extremitäten.
Optional kann der koronare Kreislauf des Patienten in der zerebralen
Schleife oder der körperlichen
Schleife enthalten sein, oder eine dritte, isolierte koronare Schleife
kann erzeugt werden. Bei dieser anschaulichen Ausführungsform
wird durch ein gering profiliertes Arterien-Kanülen-Einführungs-Subsystem für eine Arterien-Kanüleneinführung gesorgt,
welches eine Aortenbogen-Perfusions-Kanüle 2400 und
eine getrennte körperliche
Perfusions-Kanüle 2401 besitzt.
Für eine
Venen-Kanüleneinführung kann
durch irgend eine der vorab beschriebenen Venen-Kanülen gesorgt
werden, für
verdeutlichende Zwecke wird eine Kanüle 399 der oberen
Hohlvene, wie in 3 und 4 beschrieben, in Verbindung
mit einer getrennten Kanüle 589 der
unteren Hohlvene verwendet, welche auch vollständig in 5 und 6 beschrieben
wurde, wobei die Beschreibungen durch Referenz hier aufgenommen sind.
Die Verwendung eines gering profilierten peripheren Arterien-Kanülen-Einführungs-Subsystems mit getrennten
Kanülen
der oberen und unteren Hohlvene ermöglicht eine einfachere Kanüleneinführung für Patienten
mit kleineren peripheren Arterien, wie z. B. kindliche Patienten
oder kleinere Erwachsene, insbesondere Frauen. Das gering profilierte
periphere Arterien-Kanülen-Einführungs-Subsystem
erlaubt auch eine perkutane Kanüleneinführung ohne
arterielles Zurechtstutzen bei erwachsenen Patienten mit normal
großen
peripheren Arterien.
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24 stellt
eine Aortenbogen-Perfusions-Kanüle
dar, welche für
eine Verwendung in dem erfindungsgemäßen Kreislaufunterstützungssystem geeignet
ist, welche zur Einführung
in den Aortenbogen durch einen peripheren Arterienzugang in einer der
oberen Extremitäten,
z. B. der linken oder rechten Unterschlüsselbein-Arterie, Achsel-Arterie
oder Oberarm-Arterie, ausgestaltet ist. Alternativ kann ein Zwei-Katheter-Arterien-System auch ausgeführt sein,
indem bei einem kontralateralen Ansatz in beide Oberschenkelarterien
eine Kanüle
eingeführt
wird oder indem bei einem gleichseitigen Ansatz in dieselbe Oberschenkelarterie
eine zweite Arterien-Kanüle eingeführt wird.
Die Aortenbogen-Perfusions-Kanüle 2400 besitzt
eine röhrenförmige Welle 2402,
welche vorzugsweise eine Länge
von ungefähr
15 cm bis 90 cm und einen Durchmesser von ungefähr 10 bis 32Charr (3,3 mm bis
10,7 mm Durchmesser) besitzt. Um die Platzierung des Aortenbogen-Katheters 2400 zu
ermöglichen
und die Stabilität
des Katheters 2400 in der geeigneten Position in der Aorta
des Patienten zu verbessern, kann ein distaler Bereich 2444 der Katheterwelle 2402 mit
einer Rundung vorgeformt sein, um mit der inneren Krümmung des
Aortenbogens des Patienten überein
zu stimmen. Der gerundete distale Bereich 2444 stellt eine
S-geformte Rundung dar, um mit der typischen Krümmung des Aortenbogens in einem
erwachsenen menschlichen Patienten überein zu stimmen. Zusätzlich kann
das distale Ende 2406 des Katheters leicht schräg aufwärts aus
der Ebene der Rundung verlaufen, um sich dem vorwärts gerichteten
Winkel der aufsteigenden Aorta des Patienten anzupassen. Zusätzlich kann
die Katheterwelle 2402 insbesondere in dem gerundeten distalen
Bereich 2444, z. B. mit geflochtenem oder aufgewickeltem
Draht verstärkt
sein, um die Stabilität des
Katheters 2400 in der geeigneten Position in der Aorta
des Patienten weiter zu verbessern.
-
In 25 ist
ein vergrößerter seitlicher
Querschnitt der Aorta-Perfusions-Kanüle 2400 der 24 entlang einer Linie
25-25 der 24 dargestellt,
wobei die mehrlumenige Anordnung der Katheterwelle 2402 dargestellt
ist. Die Kanülenwelle 2402 besitzt vier
Lumen einschließlich
eines Bogen-Perfusions-Lumens 2410,
eines Ballon-Aufblas-Lumens 2412, eines Kardioplegie-Lumens 2416 und
eines Hauptdruck-Lumens 2418.
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Insgesamt mit Bezug auf 24 und 25 ist ein Verschlussballon 2420 oder
ein anderes ausdehnbares Verschlussteil in der Nähe des distalen Endes 2406 der
röhrenförmigen Welle 2402 angebracht,
so dass es in dem aufsteigenden Teil der Aorta zwischen den Koronararterien
und der rechten brachiozephalen Arterie positioniert ist, wenn der
Ballon 2420 eingesetzt ist. Das Bogen-Perfusions-Lumen 2410 erstreckt
sich durch die röhrenförmige Welle 2402 von
einer Bogen-Perfusions-Befestigung 2464 auf
dem proximalen Ende der Kanüle 2400 zu
einem oder mehreren Bogen-Perfusions-Anschlüssen 2426 auf der
röhrenförmigen Welle 2402 proximal
zu dem Verschlussballon 2420. Das Kardioplegie-Lumen 2416 erstreckt
sich durch die röhrenförmige Welle 2402 von
einer Kardiople gie-Befestigung 2470 auf dem proximalen
Ende der Kanüle 2400 zu
einem oder mehreren Kardioplegie-Anschlüssen 2436 auf der
röhrenförmigen Welle 2402 distal
zu dem Verschlussballon 2420. Das Kardioplegie-Lumen 2416 kann
auch als ein Führungsdraht-Lumen.
dienen. Bei diesen alternativen Ausführungsformen befindet sich eine
Touhy-Borst-Befestigung 2476 in Flüssigkeitsverbindung mit dem
Kardioplegie-Lumen 2416 und ist ausgelegt und dimensioniert,
um einen Führungsdraht
aufzunehmen, um die Einführung
und Platzierung der Kanüle 2400 zu
unterstützen.
Ein Hauptdruck-Lumen 2418 erstreckt sich durch die röhrenförmige Welle 2402 von
einer Hauptdruck-Befestigung 2468 auf dem proximalen Ende
des Katheters 2402 zu einem oder mehreren Druckanschlüssen 2428 auf der
röhrenförmigen Welle 2402 distal
zu dem Verschlussballon 2420. Das Ballon-Aufblas-Lumen 2412 erstreckt
sich durch die röhrenförmige Welle 2402 von
einer Ballon-Aufblas-Befestigung 2460 auf dem proximalen
Ende der Kanüle 2400 zu
einem Ballon-Aufblas-Anschluss 2430 in dem Verschlussballon 2420.
Zusätzlich
kann ein getrenntes Bogen-Überwachungs-Lumen
enthalten sein, um das Überwachen
eines Druckes in dem Aortenbogen proximal zu dem Verschlussballon 2420 zu
ermöglichen.
Alternativ kann das Bogen-Überwachungs-Lumen
ausgelegt und ausgestaltet sein, um gleitbar einen Bogen-Überwachungs-Fühler aufzunehmen,
welcher dadurch eingeführt
wird, um Messungen in dem Bogen auszuführen.
-
Vorzugsweise besitzt der Aortenbogen-Katheter 2400 eine
oder mehrere Markierungen, welche röntgenpositive Markierungen
und/oder sonarreflektierende Markierungen enthalten können, um
eine Bilderkennung des Aortenbogen-Katheters 2400 zu verbessern,
wobei Fluoroskopie oder Ultraschall, wie z. B. transesophageale
Echokardiographie (TEE), verwendet wird. Bei dieser anschaulichen
Ausführungsform
besitzt der Aortenbogen- Katheter 2400 eine
in der Nähe
des distalen Endes 2406 der Katheterwelle 2402 positionierte
distale röntgenpositive Markierung 2438,
und eine in der Nähe
der proximalen Kante des Verschlussteils 2420 positionierte
dazwischen liegende röntgenpositive
Markierung 2440. Jede der röntgenpositiven Markierungen 2438 und 2440 kann
aus einem Ring von dichtem röntgenpositiven
Metall, wie z. B. Gold, Platin, Tantal, Wolfram oder Legierungen
davon oder einem Ring von einem Polymer oder einem schwer mit einem
röntgenpositiven
Füllmaterial
belasteten Klebstoff hergestellt sein.
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Das proximale Ende 2404 der
Aortenbogen-Katheter-Welle 2402 ist mit einem Verteiler 2450 mit
Befestigungen für
jedes der Katheter-Lumen verbunden. Das Bogen-Perfusions-Lumen 2410 ist
mit einer Y-Befestigung 2464 verbunden, welche einen Verbinder 2456 mit
Widerhaken zur Verbindung mit einer Perfusions-Pumpe und einen Luer-Verbinder 2458 aufweist.
Das Ballon-Aufblas-Lumen 2412 ist mit
einem Absperrhahn 2460 oder anderen zur Verbindung mit
einer Spritze oder Ballon-Aufblas-Vorrichtung geeigneten Befestigungen
verbunden. Das Führungsdraht-
und Kardioplegie-Lumen 2416 ist mit einer dreiwegigen Y-Befestigung 2470 verbunden, welche
einen Verbinder 2472 mit Widerhaken zur Verbindung mit
einer Kardioplegie-Infusions-Pumpe, einen
Luer-Verbinder 2474 und einen Führungsdraht-Anschluss 2476 mit einem Touhy-Borst-Adapter
oder einem anderen hämostatischen
Ventil aufweist. Das Hauptdruck-Lumen 2418 ist mit einem
Luer-Verbinder 2468 oder einer anderen zur Verbindung mit
einer Drucküberwachungseinrichtung
geeigneten Befestigung verbunden.
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26 stellt
eine körperliche
Perfusions-Kanüle
dar, welche zur Verwendung in einem erfindungsgemäßen Kreislaufunterstüt zungssystem
geeignet ist, welche zur Einführung
in den absteigenden Teil der Aorta durch einen peripheren Arterienzugang in
eine der unteren Extremitäten,
z. B. der Oberschenkelarterie, ausgestaltet ist. Die körperliche
Perfusions-Kanüle 2601 besitzt
eine röhrenförmige Welle 2625,
welche vorzugsweise eine Länge
von ungefähr
15 cm bis 90 cm und einen Durchmesser von ungefähr 10 bis 32Charr (3,3 mm bis
10,7 mm Durchmesser) besitzt. Die Katheterwelle 2602 kann,
z. B. durch einen geflochtenen oder gewickelten Draht, verstärkt sein,
um die Stabilität
des Katheters 2600 in der geeigneten Position in der Aorta
des Patienten weiter zu verbessern.
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In 27 ist
ein vergrößerter seitlicher
Querschnitt der körperlichen
Perfusions-Kanüle 2601 entlang
einer Linie 27-27 der 26 dargestellt,
wobei die mehrlumenige Anordnung der Katheterwelle 2689 dargestellt
ist. Die röhrenförmige Welle 2625 besitzt
vier Lumen einschließlich
eines körperlichen Perfusions-Lumens 2608,
eines Ballon-Aufblas-Lumens 2614, eines Führungsdraht-Lumens 2616 und eines
Bogen-Überwachungs-Lumens 2619.
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Mit gemeinsamem Bezug auf 26 und 27 ist ein Verschlussballon 2622 oder
ein anderes ausdehnbares Verschlussteil in der Nähe des distalen Endes der röhrenförmigen Welle 2625 angebraucht. Das
körperliche
Perfusions-Lumen 2608 erstreckt sich durch die röhrenförmige Welle 2625 von
einer körperlichen
Perfusions-Befestigung 2662 auf dem proximalen Ende der
Kanüle 2604 zu
einem oder mehreren körperlichen
Perfusions-Anschlüssen 2624 auf
der röhrenförmigen Welle 2625 proximal
zu dem Verschlussballon 2622. Das Führungsdraht-Lumen 2616 erstreckt sich durch
die röhrenförmige Welle 2625 von
einer Führungsdraht-Befestigung 2633 auf
dem proximalen Ende 2604 der Kanüle 2600 zu einem Führungsdraht-Anschluss 2637 auf der
röhrenförmigen Welle 2625 distal
zu dem Verschlussballon 2622. Das Ballon-Aufblas-Lumen 2614 erstreckt
sich durch die röhrenförmige Welle 2625 von
einer Ballon-Aufblas-Befestigung 2666 auf
dem proximalen Ende 2604 der Kanüle 2600 zu einem Ballon-Aufblas-Anschluss 2632 in
dem Verschlussballon 2622. Ein körperliches Druck-Überwachungs-Lumen 2619 erstreckt
sich durch die röhrenförmige Welle 2625 von
einer Druck-Überwachungs-Befestigung 2639 auf
dem proximalen Ende 2604 der Kanüle 2600 zu einem körperlichen Druck-Anschluss 2607 auf
der röhrenförmigen Welle 2625 proximal
zu dem Verschlussballon 2622.
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Vorzugsweise enthält der körperliche Katheter 2601 eine
oder mehrere Markierungen, welche röntgenpositive Markierungen
und/oder sonarreflektierende Markierungen enthalten können, um
eine Bilderkennung des Aorta-Katheters 2601 zu verbessern,
wobei Fluoroskopie oder Ultraschall, wie z. B. transesophageale
Echokardiographie (TEE), verwendet wird. Bei dieser anschaulichen
Ausführungsform
besitzt der körperliche
Katheter 2601 eine in der Nähe des distalen Endes 2606 der
Katheterwelle 2625 positionierte distale röntgenpositive
Markierung 2638, eine in der Nähe der proximalen Kante des Verschlussteils 2622 positionierte
dazwischen liegende röntgenpositive
Markierung 2640, und eine in der Nähe der distalen Kante des Ankerteiles 2622 positionierte
proximale röntgenpositive
Markierung 2640. Jede der röntgenpositiven Markierungen 2638 und 2640 kann
aus einem Ring von dichtem röntgenpositiven
Metall, wie z. B. Gold, Platin, Tantal, Wolfram oder Legierungen
davon oder einem Ring eines Polymers oder eines schwer mit einem
röntgenpositiven
Füllmaterial
belasteten Klebstoff hergestellt sein.
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Das proximale Ende 2604 der
Katheterwelle 2625 ist mit einem Verteiler 2650 mit
Befestigungen für
jedes der Katheter-Lumen verbunden. Das körperliche Perfusions-Lumen 2608 ist
mit einer Y-Befestigung 2662 verbunden, welche einen Verbinder 2652 mit
Widerhaken zur Verbindung mit einer Perfusions-Pumpe oder ähnlichem
und einen Luer-Verbinder 2654 besitzt, welcher eingesetzt
werden kann, um einen Perfusions-Druck zu überwachen, Flüssigkeitsproben
herauszuziehen oder Medikationen oder andere Flüssigkeiten zu injizieren. Das
Ballon-Aufblas-Lumen 2614 ist mit einem Absperrhahn-Verbinder 2666 oder
einer anderen zur Verbindung mit einer Spritze oder Ballon-Aufblas-Vorrichtung geeigneten Befestigung
verbunden. Das Führungsdraht-Lumen 2616 ist
mit einem Touhy-Borst-Adapter 2633 oder einem anderen hämostatischen
Ventil verbunden. Das körperliche
Druck-Lumen 2619 ist mit einem Luer-Verbinder 2639 oder
einer anderen zur Verbindung mit einer Druck-Überwachungseinrichtung
geeigneten Befestigung verbunden.
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28 stellt
das erfindungsgemäße Kreislaufunterstützungssystem
zur ausgewählten,
isolierten, zweischleifigen Perfusion eines Kreislaufsystems eines
Patienten dar. Die zerebrale Schleife des Kreislaufunterstützungssystems
wird erzeugt, indem das Venen-Dränage-Lumen 2897 der
Kanüle 2899 der
oberen Hohlvene mit. dem Einfluss 2848 einer ersten Blutkreislaufpumpe 2847 verbunden
wird, wobei ein geeignetes Blutflussrohr 2849 verwendet wird,
wobei dann der Ausfluss 2846 der Blutpumpe oder einer anderen
geeigneten Blutkreislaufpumpe verbunden wird. Vorzugsweise enthält die zerebrale Schleife
des Kreislaufunterstützungssystems
auch einen Venen-Blut-Vorratsbehälter 2822,
einen Blut-Oxygenator 2802 und einen Wärmetauscher 2803 in
Serie mit der ersten Blutkreislaufpum pe. Optional kann eine Vakuum-Unterstützung verwendet werden,
um die Venen-Dränage
durch die Kanüle 2899 der
oberen Hohlvene zu verbessern. Venöses Blut von dem Kopf und den
oberen Extremitäten dringt
in die obere Hohlvene des Patienten ein und wird durch das Venen-Dränage-Lumen 2897 der
Kanüle 2899 der
oberen Hohlvene abgeleitet. Das Blut wird mit Sauerstoff angereichert,
gekühlt
und durch die erste Blutkreislaufpumpe 2847 zu dem Kopf
und den oberen Extremitäten
durch das Bogen-Perfusions-Lumen 2810 der
Bogen-Perfusions-Kanüle 2800 wieder
in Umlauf gebracht.
-
Die körperliche Schleife des Kreislaufunterstützungssystems
wird erzeugt, indem das Venen-Dränage-Lumen 2887 der
Kanüle 2889 der
unteren Hohlvene mit dem Zufluss 2851 einer zweiten Blutkreislaufpumpe 2855 verbunden
wird, wobei ein geeignetes Blutflussrohr 2877 verwendet
wird, wobei dann der Ausfluss 2857 der zweiten Blutkreislaufpumpe 2855 mit
dem körperlichen
Perfusions-Lumen 2808 der körperlichen Perfusions-Kanüle 2801 verbunden
wird. Die zweite Blutkreislaufpumpe 2855 kann eine peristaltische
Rollenpumpe, eine Zentrifugalblutpumpe oder eine andere geeignete
Blutkreislaufpumpe sein. Vorzugsweise enthält die körperliche Schleife des Kreislaufunterstützungssystems
auch einen Venen-Blut-Vorratsbehälter 2804,
einen Blut-Oxygenator 2806 und einen Wärmetauscher 2805 in
Serie mit der zweiten Blutkreislaufpumpe. Optional kann eine Vakuum-Unterstützung verwendet
werden, um die Venen-Dränage
durch die Kanüle 2889 der
unteren Hohlvene zu verbessern. Venöses Blut von den inneren Organen
des Körpers
und den unteren Extremitäten
dringt in die untere Hohlvene des Patienten ein und wird durch das
Venen-Dränage-Lumen 2887 der
Kanüle 2889 der
unteren Hohlvene abgeleitet. Das Blut wird mit Sauerstoff angereichert,
gekühlt
oder erwärmt
und durch die zweite Blut kreislaufpumpe 2855 zu den inneren
Organen des Körpers
und den unteren Extremitäten
durch das körperliche
Perfusions-Lumen 2808 der
körperlichen Perfusions-Kanüle 2801 wieder
in Umlauf gebracht.
-
29 bis 35 stellen gemeinsam eine
fünfte Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Kreislaufunterstützungssystems
dar, welches zur ausgewählten,
isolierten, zweischleifigen Perfusion eines Kreislaufsystems eines
Patienten ausgestaltet ist. Diese Ausführungsform des Kreislaufunterstützungssystems
ist zur zentralen Venen- und zentralen Arterien-Kanüleneinführung ausgestaltet,
wobei Verfahren mit offener Brust oder minimal invasive Operationsverfahren,
zum Beispiel durch eine Einführung durch
eine Mini-Thorakotomie, partielle Sternotomie, mediane Sternotomie
oder Thorakotomie, verwendet werden. Das Kreislaufunterstützungssystem
besitzt eine zerebrale Schleife zur Perfusion des zerebralen Kreislaufs
des Patienten und der oberen Extremitäten und eine getrennte körperliche
Schleife zur Perfusion der inneren Organe des Körpers des Patienten und der
unteren Extremitäten.
Optional kann der koronare Kreislauf des Patienten in die zerebrale Schleife
oder die körperliche
Schleife aufgenommen werden, oder eine dritte, isolierte koronare
Schleife kann kreiert werden. Bei dieser Ausführungsform des Kreislaufunterstützungssystems
ist durch eine zweiballonige, ausgewählte, zentrale Arterien-Perfusions-Kanüle 2900 für eine Arterien-Kanüleneinführung gesorgt
und durch eine zentrale Kanüle 3199 der
oberen Hohlvene und eine getrennte zentrale Kanüle 3189 der unteren
Hohlvene für
eine Venen-Kanüleneinführung gesorgt.
-
29 stellt
eine Seitenansicht der zweiballonigen, ausgewählten, zentralen Arterien-Perfusions-Kanüle 2900 dar,
welche für
eine anterograde Einführung
in den Aortenbogen des Patienten über eine direkte Punktion oder
einen Schnitt in den aufsteigenden Teil der Aorta ausgestaltet ist.
Weil der Aorta-Katheter 2900 direkt in den aufsteigenden
Teil der Aorta eingeführt
wird, besitzt die verlängerte
Katheter-Welle 2902 eine Gesamtlänge von ungefähr 20 bis
60 cm. Um eine Platzierung des Aorta-Katheters 2900 zu
ermöglichen
und die Stabilität
des Katheters 2900 in der geeigneten Position in der Aorta des
Patienten zu verbessern, kann ein distaler Bereich 2944 der
Katheterwelle 2902 mit einer Rundung vorgeformt sein, um
mit der internen Krümmung
des Aortenbogens des Patienten überein
zu stimmen. Der gerundete distale Bereich 2944 stellt eine
S-geformte Rundung mit einer primären Rundung 2946 von
ungefähr
180 Bogengrad mit einem Krümmungsradius
von ungefähr
2 bis 4 cm, um mit der typischen Krümmung des Aortenbogens in einem
erwachsenen menschlichen Patienten überein zu stimmen, und mit einer
zweiten Rundung 2948 dar, welche eine Rundung von ungefähr 90 Grad
oder mehr ist, wo die Katheterwelle 2902 durch die Aortenwand
passiert. Zusätzlich
kann die Katheterwelle 2902 verstärkt sein, insbesondere in dem
gerundeten distalen Bereich 2944, zum Beispiel mit einem
geflochtenen oder gewickelten Draht, um die Stabilität des Katheters 2900 in
der geeigneten Position in der Aorta des Patienten zu verbessern.
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30 stellt
einen vergrößerten seitlichen Querschnitt
des Aorta-Katheters 2900 der 29 entlang einer Linie 30-30 in 29 dar, wobei die mehrlumenige
Anordnung des Aorta-Katheters 2900 dargestellt
ist. Die Katheterwelle 2902 besitzt sechs Lumen: ein Führungsdraht-
und körperliches
Perfu sions-Lumen 2908, ein Bogen-Perfusions-Lumen 2910,
ein Bogen-Überwachungs-Lumen 2912,
ein Ballon-Aufblas-Lumen 2914, ein Kardioplegie-Lumen 2916 und
ein Hauptdruck-Lumen 2918. Die verlängerte Katheterwelle 2902 besitzt
einen Außendurchmesser,
welcher vorzugsweise ungefähr
9 bis 30Charr (3,0– 10,0
mm Durchmesser), noch besser ungefähr 12 bis 18Charr (4,0 –6,0 mm
Durchmesser) für
erwachsene menschliche Patienten beträgt. Zusätzlich enthält der Aortenwand-Katheter 2900 eine in
der Nähe
des distalen Endes 2906 der Katheterwelle 2902 positionierte
distale röntgenpositive
Markierung 2938, eine in der Nähe der proximalen Kante des
stromabwärtigen
Ankerteiles 2922. positionierte dazwischen liegende röntgenpositive
Markierung 2940, und eine in der Nähe der distalen Kante des stromaufwärtigen Verschlussteils 2920 positionierte proximale
röntgenpositive
Markierung 2942.
-
Ein stromabwärtiges Verschlussteil 2922 in der
Form eines aufblasbaren Ballons ist an der Katheterwelle 2902 in
der Nähe
des distalen Endes 2906 der Katheterwelle 2902 angebracht.
Wenn es in der operativen Position platziert ist, kann das stromabwärtige Verschlussteil 2922 teilweise
aufgeblasen oder vollständig
auf einen Durchmesser aufgeblasen sein, welcher ausreicht, um den
Blutfluss in dem absteigenden Teil der Aorta zu regulieren. Zur
Verwendung bei erwachsenen menschlichen Patienten besitzt das stromabwärtige Verschlussteil 2922 vorzugsweise
einen Außendurchmesser
in einem aufgeblasenen Zustand von ungefähr 0,5 cm bis 4,0 cm und eine
Länge von
ungefähr
1,0 cm bis 7,5 cm. Ein stromaufwärtiges
Verschlussteil 2920 in der Form eines ausdehnbaren, aufblasbaren
Ballons ist an die Katheterwelle 2902 an einer Position
proximal zu und beabstandet. entfernt von dem stromabwärtigen Ankerteil 2922 angebracht,
so dass es in dem aufsteigenden Teil der Aorta positioniert ist,
wenn es eingesetzt ist. Der Abstand zwischen dem stromaufwärtigen Verschlussteil 2920 und
dem stromabwärtigen Verschlussteil 2922 beträgt vorzugsweise
zwischen 3 und 20 cm, besser zwischen 8 und 15 cm und wird derart
gewählt,
dass, wenn der Aorta-Katheter 2900 eingesetzt ist und das
stromaufwärtige
Verschlussteil 2920 in dem aufsteigenden Teil der Aorta
zwischen den Koronararterien und der brachiozephalen Arterie positioniert
ist, das stromabwärtige
Verschlussteil 2922 in dem absteigenden Teil der Aorta
stromabwärts
der linken Unterschlüsselbein-Arterie
platziert ist. Wenn es aufgeblasen ist, dehnt sich das stromaufwärtige Verschlussteil 2920 auf
einen Durchmesser aus, welcher ausreicht, den Blutfluss in dem aufsteigenden
Teil der Aorta zu verschließen.
Zur Verwendung bei erwachsenen menschlichen Patienten besitzt der
aufblasbare Ballon des stromaufwärtigen Verschlussteils 2920 vorzugsweise
einen Außendurchmesser
im aufgeblasenen Zustand von ungefähr 1,5 cm bis 4,0 cm. Vorzugsweise
besitzt der aufblasbare Ballon des stromaufwärtigen Verschlussteils 2921 eine
Länge im
aufgeblasenen Zustand, welche nicht wesentlich länger als sein Durchmesser im
aufgeblasenen Zustand ist oder besser kürzer als sein Durchmesser im
aufgeblasenen Zustand ist, um dem stromaufwärtigen Verschlussteil 2920 zu
ermöglichen,
leicht in dem aufsteigenden Teil der Aorta zwischen den Koronararterien
und der brachiozephalen Arterie, ohne jegliche Gefahr eine von beiden
unabsichtlich zu verschließen,
platziert zu werden.
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Das Bogen-Perfusions-Lumen 2910 erstreckt
sich durch die Katheterwelle 2902 von dem proximalen Ende 2904 zu
einem oder mehreren Bogen-Perfusions-Anschlüssen 2926 auf der
Außenseite
der Katheterwelle 2902 zwischen dem stromaufwärtigen Verschlussteil 2920 und
dem stromabwärtigen
Ankerteil 2922. Das Bogen-Überwachungs-Lumen 2912 erstreckt
sich durch die Katheterwelle 2902 von dem proximalen Ende
zu einem Bogen-Überwachungs-Anschluss 2928,
welcher sich zwischen dem stromaufwärtigen Verschlussteil 2920 und
dem stromabwärtigen
Ankerteil 2922 befindet, um den Druck in dem Aortenbogen
zu überwachen. Das
Hauptdruck-Lumen 2918 erstreckt sich durch die Katheterwelle 2902 von
dem proximalen Ende 2904 zu einem Hauptdruck-Anschluss 2921,
welcher sich distal zu dem stromabwärtigen Ankerteil 2922 befindet,
um den Druck in der Aortenwurzel zu überwachen. Das allgemeine Ballon-Aufblas-Lumen 2914 erstreckt
sich durch die Katheterwelle 2902 von dem proximalen Ende 2904 zu
Ballon-Aufblas-Anschlüssen 2930, 2932 in
dem stromaufwärtigen
Verschlussteil 2920 bzw. dem stromabwärtigen Ankerteil 2922. Alternativ
können
getrennte Aufblas-Lumen
zum unabhängigen
Aufblasen des stromaufwärtigen
Verschlussteils 2920 und des stromabwärtigen Ankerteils 2922 vorhanden
sein. Das Führungsdraht-
und körperliche
Perfusions-Lumen 2908 erstreckt sich von dem proximalen
Ende 2904 der Katheterwelle 2902 zu einem oder
mehreren körperlichen
Perfusions-Anschlüssen 2924 und
einem Führungsdraht-Anschluss 2936 an
dem distalen Ende 2906 distal zu dem stromabwärtigen Ankerteil 2922.
Das Kardioplegie-Lumen 2916 erstreckt sich von dem proximalen
Ende 2904 der Katheterwelle 2902 zu einem Kardioplegie-Anschluss 2966 proximal
zu dem stromaufwärtigen
Verschlussleil 2920. Alternativ kann, wenn ein Kardioplegie-Lumen 2926 nicht
enthalten ist, eine getrennte Kardioplegie-Nadel oder ein Katheter eingesetzt werden,
um eine Kardioplegie-Flüssigkeit
in die Aortenwurzel stromaufwärts des
stromaufwärtigen
Verschlussteils 2920 zu infundieren.
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Das proximale Ende 2904 der
Katheterwelle 2902 ist mit einem Verteiler 2950 mit
Befestigungen für
jedes der Katheter-Lumen verbunden. Das Bogen-Perfusions-Lumen 2910 ist
mit einer Y-Befestigung 2964 verbunden,
welche einen Verbinder 2956 mit Widerhaken zur Verbindung
mit einer Perfusions-Pumpe oder ähnlichem
und einen Luer-Verbinder 2958 besitzt, welcher zum Überwachen
eines Perfusions-Drucks, zum Herausziehen von Flüssigkeitsproben oder zum Injizieren
von Medikationen oder anderen Flüssigkeiten
eingesetzt werden kann.
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Das Bogen-Überwachungs-Lumen 2912 ist mit
einem Luer-Verbinder 2960 oder
einer anderen zur Verbindung mit einer Druck-Überwachungseinrichtung geeigneten
Befestigung verbunden. Das Ballon-Aufblas-Lumen 2914 ist
mit einem Luer-Verbinder 2966 oder
einer anderen zur Verbindung mit einer Spritze oder Ballon-Aufblas-Vorrichtung
geeigneten Befestigung verbunden. Das Führungsdraht- und körperliche
Perfusions-Lumen 2908 ist mit einer dreiwegigen Y-Befestigung 2970 verbunden,
welche einen Verbinder 2972 mit Widerhaken zur Verbindung
einer Perfusions-Pumpe, einen Luer-Verbinder 2974 und einen
Führungsdraht-Anschluss 2976 mit einem
Touhy-Borst-Adapter
oder einem anderen hämostatischen
Ventil besitzt. Das Kardioplegie-Lumen 2916 ist mit einer
Y-Befestigung 2971 mit einem Verbinder 2973 mit
Widerhaken zur Verbindung mit einer Kardioplegie-Quelle und einem
Luer-Verbinder 2977 verbunden.
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31 stellt
eine Seitenansicht einer zentralen Kanüle 3199 der oberen
Hohlvene dar, welche zur Verwendung in einem erfindungsgemäßen Kreislaufunterstützungssystem
geeignet ist, welche zur Einführung
in die obere Hohlvene des Patienten mittels eines Schnitts in den
rechten Vorhof ausgestaltet ist. 32 ist
ein vergrößerter seitlicher
Querschnitt der zentralen Kanüle 3199 der
oberen Hohlvene entlang einer Linie 32-32 der 31. Die zentrale Kanüle 3199 der oberen
Hohl vene besitzt eine röhrenförmige Welle 3198,
welche ein Venen-Dränage-Lumen 3197 und
ein Ballon-Aufblas-Lumen 3196 enthält. Die röhrenförmige Welle besitzt vorzugsweise
eine Länge
von ungefähr
15 cm bis 90 cm und einen Durchmesser von ungefähr 10 bis 32Charr (3,3 mm bis
10,7 mm Durchmesser). Geeignete Materialien für die verlängerte koaxiale röhrenförmige Welle 3198 enthalten,
sind aber nicht beschränkt
auf, Polyvinylchlorid, Polyurethan, Polyethylen, Polypropylen, Polyamide
(Nylons), Polyester, Silikon, Latex, und Legierungen oder Copolymere
davon, wie auch geflochtenen, aufgewickelten oder gegenläufig gewickelten
Draht oder Filament verstärkte
Verbundstoffe. Zusätzlich
kann die röhrenförmige Welle 3198 vorgeformt
sein, um einen leichten Zugang in die obere Hohlvene von einer Eingangsseite
des rechten Vorhofs besser zu ermöglichen.
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Ein Verschlussballon 3195 oder
ein anderes ausdehnbares Verschlussteil ist auf der röhrenförmigen Welle 3198 in
der Nähe
des distalen Endes 3179 der Kanüle 3199 angebracht.
Der Verschlussbalaon 3195 oder das andere ausdehnbare Verschlussteil besitzt
vorzugsweise einen Durchmesser im ausgedehnten Zustand von ungefähr 5 mm
bis 40 mm. Das Venen-Dränage-Lumen 3197 erstreckt
sich durch die röhrenförmige Welle 3198 von
einer Venen-Dränage-Befestigung 3194 auf
dem proximalen Ende der Kanüle 3199 zu
einem oder mehreren Venen-Dränage-Anschlüssen 3193 auf
der röhrenförmigen Welle 3198 distal
zu dem Verschlussballon 3195. Das Venen-Dränage-Lumen 3197 kann
auch als ein Führungsdraht-Lumen
mit einer proximalen Touhy-Borst-Befestigung 3192 oder
einem anderen hämostatischen
Ventil dienen, welches zum Erzeugen einer flüssigkeitsdichten Dichtung um
einen Führungsdraht
und Führungs-Katheter
herum zu einem Führungsdraht-Anschluss 3179 auf
dem distalen Ende 3176 der röhrenförmigen Welle 3198 distal
zu dem Verschluss-Ballon
3195 geeignet ist. Zusätzlich besitzt
die proximale Venen-Dränage-Befestigung 3194 einen
Verbinder mit Widerhaken 3178 oder eine andere angemessene
Befestigung, welche mit einer CPB-Maschine gekoppelt werden kann,
und eine Luer-Befestigung 3175, welche zum Herausziehen
von Flüssigkeitsproben
in der oberen Hohlvene geeignet ist. Das Ballon-Aufblas-Lumen 3196 erstreckt
sich durch die röhrenförmige Welle 3198 von
einer Ballon-Aufblas-Befestigung 3191 auf dem proximalen Ende
des Katheters 3199 zu einem oder mehreren Ballon-Aufblas-Anschlüssen 3190 in
dem Verschlussballon.
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33 stellt
eine Seitenansicht der zentralen Kanüle 3389 der unteren
Hohlvene dar, welche zur Verwendung in einem erfindungsgemäßen Kreislaufunterstützungssystem
geeignet ist, welche zur Einführung
in die untere Hohlvene des Patienten durch denselben oder einen
anderen Schnitt in dem rechten Vorhof ausgestaltet ist. 34 ist ein vergrößerter seitlicher
Querschnitt der zentralen Kanüle 3389 der
unteren Hohlvene entlang einer Linie 33-33 der 33. Die zentrale Kanüle 3389 der unteren Hohlvene
besitzt eine röhrenförmige Welle 3388, welche
ein Venen-Dränage-Lumen 3387 und
ein Ballon-Aufblas-Lumen 3386 enthält. Die röhrenförmige Welle besitzt vorzugsweise
eine Länge
von ungefähr 15
cm bis 90 cm und einen Durchmesser von ungefähr 10 bis 32Charr (3,3 mm bis
10,7 mm Durchmesser). Geeignete Materialien für die verlängerte röhrenförmige Welle 3388 enthalten,
sind aber nicht beschränkt
auf, Polyvinylchlorid, Polyurethan, Polyethylen, Polypropylen, Polyamide
(Nylons), Polyester, Silikon, Latex, und Legierungen oder Copolymere
davon, wie auch geflochtenen, aufgewickelten oder gegenläufig gewickelten
Draht oder Filament verstärkte Verbundstoffe.
Zusätzlich
kann die röhrenförmige Welle 3388 vorgeformt
sein, um einen leichten Zugang in die untere Hohlvene von einer
Eingangsseite des rechten Vorhofs besser zu ermöglichen.
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Ein Verschlussballon 3385 oder
ein anderes ausdehnbares Verschlussteil ist in der Nähe des distalen
Endes 3366 der Kanüle 3389 an
der röhrenförmigen Welle 3388 angebracht.
Der Verschlussballon 3385 oder das andere ausdehnbare Verschlussteil besitzt
vorzugsweise einen Durchmesser im ausgedehnten Zustand von ungefähr 5 mm
bis 40 mm. Das Venen-Dränage-Lumen 3387 erstreckt
sich durch die röhrenförmige Welle 3388 von
einer Venen-Dränage-Befestigung 3384 auf
dem proximalen Ende der Kanüle 3389 zu
einem oder mehreren Venen-Dränage-Anschlüssen 3383 auf
der röhrenförmigen Welle 3388 distal
zu dem Verschlussballon 3385. Das Venen-Dränage-Lumen 3387 dient
auch als ein Führungsdraht-Lumen
mit einer proximalen Touhy-Borst-Befestigung 3382 oder
einem anderen hämostatischen
Ventil, welches geeignet ist, eine flüssigkeitsfeste Dichtung um
einen Führungsdraht oder
einen Führungs-Katheter
herum zu einem Führungsdraht-Anschluss 3369 auf
dem distalen Ende 3366 der röhrenförmigen Welle 3388 distal
zu dem Verschlussballon 3385 zu erzeugen. Zusätzlich besitzt
die proximale Venen-Dränage-Befestigung 3384 einen
Verbinder 3365 mit Widerhaken oder eine andere angemessene
Befestigung, welche geeignet ist, dass eine CPB-Maschine gekoppelt
wird, und eine Luer-Befestigung 3367, welche geeignet ist,
Flüssigkeitsproben
in der unteren Hohlvene herauszuziehen. Das Ballon-Aufblas-Lumen 3386 erstreckt
sich durch die röhrenförmige Welle 3388 von
einer Ballon-Aufblas-Befestigung 3381 auf dem proximalen Ende
des Katheters 3389 zu einem oder mehreren Ballon-Aufblas-Anschlüssen 3380 in
dem Verschlussballon.
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35 ist
eine schematische Abbildung einer fünften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kreislaufunterstützungssystems,
welches zur ausgewählten,
isolierten, zweischleifigen Perfusion eines Kreislaufsystems eines
Patienten ausgestaltet ist. Die zerebrale Schleife wird erzeugt,
indem das Venen-Dränage-Lumen 3597 der
zentralen Kanüle 3599 der
oberen Hohlvene mit dem Einfluss 3548 einer ersten Blutkreislaufpumpe 3547 verbunden
wird, wobei ein geeignetes Blutflussrohr 3549 verwendet wird,
wobei dann der Ausfluss 3546 der ersten Blutkreislaufpumpe 3547 mit
dem Bogen-Perfusions-Lumen 3510 der zentralen Arterien-Perfusions-Kanüle 3500 verbunden
wird. Die erste Blutkreislaufpumpe 3547 kann eine peristaltische
Rollenpumpe, eine Zentrifugalblutpumpe oder eine andere geeignete Blutkreislaufpumpe
sein. Vorzugsweise enthält
die zerebrale Schleife des Kreislaufunterstützungssystems auch einen Venen-Blut-Vorratsbehälter, einen Blut-Oxygenator
und einen Wärmetauscher
in Serie mit der ersten Blutkreislaufpumpe. Optional kann eine Vakuum-Unterstützung verwendet
werden, um die Venen-Dränage
durch die zentrale Kanüle 3599 der
oberen Hohlvene zu verbessern. Venöses Blut von dem Kopf und den
oberen Extremitäten
dringt in die obere Hohlvene des Patienten ein und wird durch das
Venen-Dränage-Lumen 3597 der
zentralen Kanüle 3599 der
oberen Hohlvene abgeleitet. Das Blut wird mit Sauerstoff angereichert,
gekühlt
und durch die erste Blutkreislaufpumpe 3547 zu dem Kopf
und den oberen Extremitäten
durch das Bogen-Perfusions-Lumen 3510 der zentralen Arterien-Perfusions-Kanüle 3599 wieder
in Umlauf gebracht. Ein Vermischen des körperlichen Kreislaufes mit
dem zerebralen Kreislauf wird auf der Venenseite durch die Verschlussballons 3595 auf
der Kanüle 3599 der
oberen Hohlvene und 3585 auf der Kanüle 3589 der unteren Hohlvene
verhindert. Ein Vermischen wird in dem Arterien-Kreislauf durch
ein stromaufwärtiges Verschlussteil 3520 und
ein stromabwärtiges
Verschlussteil 3522 verhindert.
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Die körperliche Schleife des Kreislaufunterstützungssystems
wird erzeugt, indem das Venen-Dränage-Lumen 3587 der
zentralen Kanüle 3589 der
unteren Hohlvene mit dem Einfluss 3551 einer zweiten Blutkreislaufpumpe 3555 verbunden wird,
wobei ein geeignetes Blutflussrohr 3544 verwendet wird,
wobei dann der Ausfluss 3557 der zweiten Blutkreislaufpumpe 3555 mit
dem körperlichen Perfusions-Lumen 3508 der
zentralen Arterien-Perfusions-Kanüle 3500 verbunden
wird. Die zweite Blutkreislaufpumpe 3555 kann eine peristaltische Rollenpumpe,
eine Zentrifugalblutpumpe oder eine andere geeignete Blutkreislaufpumpe
sein. Vorzugsweise enthält
die körperliche
Schleife des Kreislaufunterstützungssystems
auch einen Venen-Blut-Vorratsbehälter, einen
Blut-Oxygenator und einen Wärmetauscher
in Serie mit der zweiten Blutkreislaufpumpe 3555. Optional
kann eine Vakuum-Unterstützung
verwendet werden, um die Venen-Dränage durch die zentrale Kanüle 3589 der
unteren Hohlvene zu verbessern. Venöses Blut von den inneren Organen
des Körpers
und den unteren Extremitäten
dringt in die untere Hohlvene des Patienten ein und wird durch das
Venen-Dränage-Lumen 3587 der
zentralen Kanüle 3589 der
unteren Hohlvene abgeleitet. Das Blut wird mit Sauerstoff angereichert,
gekühlt und
durch die zweite Blutkreislaufpumpe 3555 zu den inneren
Organen des Körpers
und den unteren Extremitäten
durch das körperliche
Perfusions-Lumen 3508 der zentralen Arterien-Perfusions-Kanüle 3500 wieder
in Umlauf gebracht.
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Optional kann der rechte Vorhof des
Patienten und der Sinus coronarius durch einen oder mehrere Dränage-Anschlüsse 3522 auf
der zentralen Kanüle 3589 der
unteren Hohlvene oder auf der röhrenförmigen Welle
der zentralen Kanüle 3599 der
oberen Hohlvene proximal zu dem Verschlussballon 3595 der
Kanüle
abgeleitet werden. Alternativ kann der rechte Vorhof des Patienten
und der Sinus coronarius in einen Kardiotomie-Vorratsbehälter abgeleitet werden, wobei
eine getrennte Saug-Kanüle verwendet
wird. Als eine andere Alternative kann der koronare Kreislauf isoliert
werden, indem ein Katheter 3525 des Sinus coronarius durch
denselben oder einen anderen Schnitt in dem rechten Vorhof eingefügt wird,
um den koronaren Kreislauf auf der Venenseite und vor anterograden
oder retrograden Blutfluss, Kardioplegie oder anderen Flüssigkeiten
in den Koronar-Arterien des Patienten zu isolieren. Der Katheter 3525 des
Sinus coronarius besitzt einen Verschlussballon, um den Sinus coronarius
abzudichten. Flüssigkeit
kann in der anterograden Richtung durchgeströmt werden oder Flüssigkeit
kann durch den Katheter des Sinus coronarius in der retrograden
Richtung abgesaugt werden. Das proximale Ende des Katheters 3525 des
Sinus coronarius ist mit einem Rohr 3523 in Flüssigkeitsverbindung
mit einem getrennten Pumpensystem gekoppelt, welches einen Vorratsbehälter 3516,
eine Pumpe 3540, eine Kardioplegie- oder Arzneimittel-Zufuhr-Quelle 3519,
einen Wärmetauscher 3533 und
einen Oxygenator 212 aufweist. Das Blut, die Kardioplegie-
oder Arzneimittel-Zufuhr-Flüssigkeit
wird aufbereitet und durch das Rohr 3532 gepumpt, welches
mit einem Verbinder 3573 mit Widerhaken in Flüssigkeitsverbindung
mit einem Kardioplegie-Lumen 3516 und einem distalen Flüssigkeit-Anschluss 3517 gekoppelt
ist. Das System erzeugt abhängig
von der Drehung der Pumpe 3540 einen retrograden Zufuhr-Unterkreislauf
oder einen anterograden Unterkreislauf. Alternativ kann eine Perfusions-Pumpe
verwendet werden, wenn eine totale Isolation des koronaren Kreislaufes nicht
notwendig ist, was auch ein Vermischen von Flüssigkeit in dem venösen System
ermöglichen
würde.
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Im Folgenden werden Kreislaufunterstützungssysteme
dargestellt, welche nicht erfindungsgemäß sind. Diese Kreislaufunterstützungssysteme können zur
ausgewählten
Perfusion mit einer geschlossenen Schleife eines isolierten Organsystems in
dem Körper
eines Patienten ausgestaltet sein während das schlagende Herz den
Rest des Kreislaufsystems versorgt. Eigentlich erzeugt dies ein
isoliertes, zweischleifiges Perfusions-System, wobei das Herz des
Patienten die Funktion der zweiten Blutkreislaufpumpe verrichtet.
Eine Perfusions-Shunt-Vorrichtung
wird verwendet, um dem Herzen des Patienten zu ermöglichen,
mit dem Schlagen fortzusetzen, während
ein ausgewähltes
Organsystem in dem Körper
isoliert wird. Geeignete Perfusions-Shunt-Vorrichtungen für diese
Anwendung sind im Detail in der demselben Anmelder gehörenden, ebenfalls
anhängigen
Patenveröffentlichung
US 09/212,5880, angemeldet am 14.12.1998 durch Mascovial und andere,
beschrieben.
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36 bis 38 stellen ein Kreislaufunterstützungssystem
dar, welches zur ausgewählten
Perfusion mit einer geschlossenen Schleife eines isolierten Organsystems
in dem Körper
des Patienten ausgestaltet ist während
das schlagende Herz den Rest des Kreislaufsystems versorgt. 36 ist eine Seitenansicht
der Aorta-Perfusions-Shunt-Vorrichtung 3600, welche zur
Einführung
in eine Aorta eines Patienten über
eine periphere Arterie, wie z. B. die Oberschenkelarterie, ausgestaltet
ist. 37 ist eine Ansicht
des distalen Endes der ausgedehnten Shunt-Vorrichtung 3602,
welche eine Shunt-Leitung 3612 der Aorta-Perfusions-Shunt-Vorrichtung 3600 der 36 entlang einer Linie
37-37 darstellt.
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Nun mit Bezug auf 36 ist die ausdehnbare Shunt-Vorrichtung 3602 an
eine verlängerte
Katheterwelle 3620 zur Einführung in das Kreislaufsystem
eines Patienten angebracht. Bei dieser beispielhaften Ausführungsformen
der Perfusions-Shunt-Vorrichtung 3600 ist
die verlängerte
Katheterwelle 3620 zum retrograden Einsatz der ausdehnbaren
Shunt-Leitung 3602 in einen Aortenbogen eines Patienten über einen
peripheren Arterien-Zugangspunkt, wie z. B. der Oberschenkelarterie,
ausgestaltet. Alternativ kann sie zum anterograden Einsatz über einen
direkten Aorta-Schnitt ausgestaltet sein. Die verlängerte Katheterwelle 3620 sollte
eine Länge
haben, welche ausreicht, um den Arterien-Zugangspunkt zu erreichen,
wo sie in den Aortenbogen des Patienten eingeführt ist. Zum Oberschenkelarterien-Einsatz
besitzt die verlängerte
Katheterwelle 3620 vorzugsweise eine Länge von ungefähr 60 bis 120
cm, besser 70 bis 90 cm. Die verlängerte Katheterwelle 3620 ist
vorzugsweise aus einem flexiblen thermoplastischen Material oder
einem thermoplastischen Elastomer extrudiert. Geeignete Materialien für die verlängerte Katheterwelle 3620 enthalten, sind
aber nicht beschränkt
auf, Polyvinylchlorid, Polyurethan, Polyethylen, Polypropylen, Polyamide (Nylons),
Polyester, Silikon, Latex, und Legierungen oder Copolymere davon,
wie auch geflochtenen, aufgewickelten oder gegenläufig gewickelten
Draht oder Filament verstärkte
Verbundstoffe. Optional kann das distale Ende der Katheterwelle 3620 mit
einer Rundung vorgeformt sein, um mit der internen Krümmung des
Aortenbogens des Patienten überein
zu stimmen.
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Nun mit Bezug auf 36 und 37 besitzt
die verlängerte
Katheterwelle 3620 ein Bogen-Perfusions-Lumen 3610,
ein allgemeines Aufblas-Lumen 3688, ein Bogen-Überwachungs-Lumen
3611,
ein Führungsdraht-Lumen 3615 und
ein Hauptdruck-Lumen 3618. Das Bogen-Perfusions-Lumen 3610 erstreckt
sich durch die Katheterwelle 3620 von dem proximalen Ende 3604 zu
einem oder mehreren Bogen-Perfusions-Anschlüssen 3626 auf der
Außenseite
der Katheterwelle 3620 zwischen dem stromaufwärtigen Dichtungsteil 3608 und
dem stromabwärtigen
Dichtungsteil 3607. Das Bogen-Überwachungs-Lumen 3611 erstreckt
sich durch die Katheterwelle 3620 von dem proximalen Ende 3604 zu
einem Bogen-Überwachungs-Anschluss 3628,
welcher sich zwischen der stromaufwärtigen Dichtungsvorrichtung 3608 und
der stromabwärtigen
Dichtungsvorrichtung 3607 befindet, um den Druck in dem
Aortenbogen zu überwachen.
Das Hauptdruck-Lumen 3618 erstreckt sich durch die Katheterwelle 3620 von
dem proximalen Ende 3604 zu einem Hauptdruck-Anschluss 3601,
welcher sich distal zu der stromabwärtigen Dichtungsvorrichtung 3608 befindet,
um den Druck in der Aortenwurzel zu überwachen. Das allgemeine Ballon-Aufblas-Lumen 3688 erstreckt
sich durch die Katheterwelle 3620 von dem proximalen Ende 3604 zu
Ballon-Aufblas-Anschlüssen 3614 in
der stromaufwärtigen
Dichtungsvorrichtung 3608 bzw. der stromabwärtigen Dichtungsvorrichtung 3607.
Alternativ können
getrennte Aufblas-Lumen vorhanden sein, um die stromaufwärtige Dichtungsvorrichtung 3608 und
die stromabwärtige Dichtungsvorrichtung 3607 unabhängig aufzublasen. Das
Führungsdraht-Lumen 3615 erstreckt
sich von dem proximalen Ende 3604 der Katheterwelle 3620 zu
einem Führungsdraht-Anschluss 3616 an
dem distalen Ende 3606 der Katheterwelle 3620.
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Das proximale Ende 3604 der
Katheterwelle 3620 ist mit einem Verteiler 3650 mit
Befestigungen für
jedes der Katheter-Lumen verbunden. Das Bogen-Perfusions-Lumen 3610 ist
mit einer Y-Befestigung 3664 verbunden,
welche einen Verbinder 3656 mit Widerhaken zur Verbindung
mit einer Perfusions-Pumpe oder ähnlichem
und einen Luer-Verbinder 3658 besitzt, welcher zum Überwachen
eines Perfusions-Drucks, zum Herausziehen von Flüssigkeitsproben oder zum Injizieren
von Medikationen oder anderen Flüssigkeiten
verwendet werden kann. Das Bogen-Überwachungs-Lumen 3611 ist
mit einem Luer-Verbinder 3660 oder einer anderen zur Verbindung
mit einer Druck-Überwachungseinrichtung
geeigneten Befestigung verbunden. Das Ballon-Aufblas-Lumen ist mit
einem Luer-Verbinder 3666 oder einer anderen zur Verbindung
mit einer Spritze oder einer Ballon-Aufblas-Vorrichtung geeigneten
Befestigung verbunden. Das Führungsdraht-Lumen 3615 ist
mit einem Führungsdraht-Anschluss 3676 mit
einem Touhy-Borst-Adapter oder einem anderen hämostatischen Ventil verbunden.
Das Hauptdruck-Lumen 3618 ist mit einer Luer-Befestigung 3672 oder
einer anderen geeigneten Druck-Befestigung, welche geeignet ist,
um mit einer Druck-Überwachungs-Vorrichtung
gekoppelt zu werden, verbunden.
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Vorzugsweise besitzt die Perfusions-Shunt-Vorrichtung 3600 eine
oder mehrere Markierungen, welche röntgenpositive Markierungen und/oder
solarreflektierende Markierungen enthalten können, um eine Bilderkennung
der Perfusions-Shunt-Vorrichtung 3600 zu
verbessern, wobei Fluoroskopie oder Ultraschall, wie z. B. transesophageale
Echokardiographie (TEE) verwendet werden. Ein stromaufwärtiger röntgenpositiver
und/oder sonarreflektierender Markierungsring 3640 befindet sich
auf der Katheterwelle 3620 gerade proximal zu dem stromaufwärtigen Dichtungsteil 3608 und
ein zweiter stromabwärtiger
röntgenpositiver
und/oder sonarreflektierender Markierungsring 3642 auf
der Katheterwelle 3620 befindet sich gerade distal zu dem
stromabwärtigen
Dichtungsteil 3607. Alterna tiv oder zusätzlich können röntgenpositive Markierungen
und/oder sonarreflektierende Markierungen auf den Dichtungsteilen 3607, 3608 und/oder
der Shunt-Leitung 3602 platziert sein, um die Position und/oder
den Einsatzzustand der Perfusions-Shunt-Vorrichtung 3600 darzustellen.
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38 zeigt
eine schematische Abbildung eines Kreislaufunterstützungssystems,
welches zur ausgewählten
Perfusion mit geschlossener Schleife eines zerebralen Kreislaufs
eines Patienten und der unteren Extremitäten ausgestaltet ist, während das schlagende
Herz die inneren Organe des Körpers und
die unteren Extremitäten
mit Blut versorgt. Bei dieser Ausführungsform des Kreislaufunterstützungssystems
sind die Aortenbogen-Gefäße isoliert, wobei
eine Perfusions-Shunt-Vorrichtung 3800 verwendet
wird, und eine Venen-Kanüleneinführung ist durch
eine Kanüle 3899 der
oberen Hohlvene ähnlich zu
einer vorab in Verbindung mit 3 und 4 beschriebenen vorhanden,
obwohl jede der vorab beschriebenen Venen-Kanülen-Systeme eingesetzt werden
kann.
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Mit Bezug auf 38 besitzt die Bogen-Perfusions-Shunt-Vorrichtung 3800 eine
ausdehnbare Shunt-Vorrichtung 3802, welche auf einer verlängerten
Katheterwelle 3820 angebracht ist. Die ausdehnbare Shunt-Vorrichtung 3802 besitzt
eine ausdehnbare Shunt-Leitung 3812, einen stromaufwärtiges Dichtungsteil 3808 an
dem stromaufwärtigen
Ende der Vorrichtung 3802 und ein stromabwärtiges Dichtungsteil 3807 an
dem stromabwärtigen
Ende der Vorrichtung 3802. Die stromaufwärtigen und
stromabwärtigen
Dichtungsteile 3808, 3807 können aufblasbare, ringförmige Ballons,
wie dargestellt, sein oder externe Flusssteuerungs-Ventile können verwendet
werden. Ein allgemeines Aufblas-Lumen 3888 oder alternativ
getrennte Aufblas- Lumen
(nicht dargestellt) erstrecken sich durch die Katheterwelle 3820 von
einer oder mehreren Aufblas-Befestigungen 3866 auf dem
proximalen Ende 3804 der Katheterwelle 3820 zu
Aufblas-Anschlüssen 3814 in
dem stromaufwärtigen
Verschlussteil 3808 und dem stromabwärtigen Verschlussteil 3807.
Die ausdehnbare Shunt-Leitung 3802 wird in einem zusammengelegten
Zustand in die Aorta des Patienten eingeführt und wird in dem Aortenbogen
ausgedehnt, wenn das aufgeblasene stromaufwärtige Dichtungsteil 3808 zwischen
dem Aorta-Ventil und der brachiozephalen Arterie platziert ist und
das aufgeblasene stromabwärtige
Dichtungsteil 3807 stromabwärts der linken Unterschlüsselbein-Arterie
platziert ist, wobei eine Flüssigkeits-Kanal-Shunt-Leitung 3812 erzeugt wird.
Ein Bogen-Perfusions-Lumen 3810 in
der Katheterwelle 3820 erstreckt sich von einer Perfusions-Befestigung 3864 an
dem proximalen Ende 3804 der Katheterwelle 3820 zu
einem oder mehreren Bogen-Perfusions-Anschlüssen 3826 in der ringförmigen Kammer 3819,
welche die Shunt-Leitung 3802 umgibt.
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Die zerebrale Schleife des Kreislaufunterstützungssystems
wird erzeugt, indem das Venen-Dränage-Lumen 3897 der
Kanüle 3899 der
oberen Hohlvene mit dem Einfluss 3851 einer ersten Blutkreislaufpumpe 3857 verbunden
wird, wobei ein geeignetes Blutflussrohr 3877 verwendet
wird, wobei dann der Ausfluss 3853 der ersten Blutkreislaufpumpe 3857 mit
dem Bogen-Perfusions-Lumen 3810 der Bogen-Perfusions-Shunt-Vorrichtung 3800 verbunden
wird. Die erste Blutkreislaufpumpe 3857 kann eine peristaltische
Rollenpumpe, eine Zentrifugalblutpumpe oder eine andere geeignete
Blutkreislaufpumpe sein. Vorzugsweise besitzt die zerebrale Schleife
des Kreislaufunterstützungssystems
auch einen Venen-Blut-Vorratsbehälter,
einen Blut-Oxygenator und einen Wärmetauscher in Serie mit der
ers ten Blutkreislaufpumpe 3857. Optional kann eine Vakuum-Unterstützung verwendet
werden, um die Venen-Dränage
durch die Kanüle 3899 der
oberen Hohlvene zu verbessern. Venöses Blut von dem Kopf und den
oberen Extremitäten
dringt in die obere Hohlvene des Patienten ein und wird durch das
Venen-Dränage-Lumen 3897 der
Kanüle 3899 der
oberen Hohlvene abgeleitet. Das Blut wird mit Sauerstoff angereichert,
gekühlt
und durch die erste Blutkreislaufpumpe 3857 zu dem Kopf
und den oberen Extremitäten
durch das Bogen-Perfusions-Lumen 3810 der Bogen-Perfusions-Shunt-Vorrichtung 3800 wieder
in Umlauf gebracht.
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Bei dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform
wird die körperliche
Schleife des Kreislaufsystems durch das schlagende Herz des Patienten
versorgt. Mit Sauerstoff angereichertes Blut von dem Herzen passiert
durch die ausdehnbare Shunt-Leitung 3812 der Shunt-Vorrichtung 3802,
wodurch die Aortenbogen-Gefäße passiert
werden. Von hier fließt das
Blut durch den absteigenden Teil der Aorta zu den inneren Organen
des Körpers
und zu den unteren Extremitäten
auf gewöhnliche
Weise, wobei es zu dem Herzen über
die untere Hohlvene zurückkehrt. Ein
Vermischen des körperlichen
Kreislaufes mit dem zerebralen Kreislauf auf der Venenseite wird
durch den Verschlussballon 3895 auf der Kanüle 3899 der oberen
Hohlvene verhindert.
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Perfusions-Shunt-Vorrichtungen können auch
eingesetzt werden, um andere Organsysteme in einem Körper eines
Patienten, wie z. B. das Nieren-System oder das Leber-System, zu
isolieren. Ein ausgewähltes
Perfusions-System mit geschlossener Schleife kann für diese
Organsysteme erzeugt werden, indem eine Arterien-Perfusions-Shunt-Vorrichtung
und eine Venen-Perfusions- Shunt-Vorrichtung, welche
mit einer Blutkreislaufpumpe verbunden sind, verwendet werden.
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39 stellt
eine schematische Abbildung eines Kreislaufunterstützungssystems
dar, welches zur ausgewählten
Perfusion mit einer geschlossenen Schleife eines Nieren-Systems
eines Patienten ausgestaltet ist, während das schlagende Herz den
Rest des Kreislaufsystems mit Blut versorgt. Eine Arterien-Perfusions-Shunt-Vorrichtung 3900 ist
in dem absteigenden Teil der Aorta über die Oberschenkelarterie
derart platziert, dass das stromaufwärtige Dichtungsteil 3908 und
das stromabwärtige
Dichtungsteil 3907 die Öffnungen
der Nieren-Arterien von dem Aorta-Lumen isolieren. Eine Venen-Perfusions-Shunt-Vorrichtung 3999 ist
in der unteren Hohlvene über
die Oberschenkelvenen derart platziert, dass das stromaufwärtige Dichtungsteil 3995 und das
stromabwärtige
Dichtungsteil 3985 die Öffnungen
der Nieren-Venen von dem Lumen der unteren Hohlvene isolieren.
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Eine Nieren-Kreislauf-Schleife wird
in dem Kreislaufunterstützungssystem
erzeugt, indem das Perfusions-Lumen 3987 der Venen-Perfusions-Shunt-Vorrichtung 3999 mit
dem Einfluss 3951 einer ersten Blutkreislaufpumpe 3957 verbunden wird,
wobei ein geeignetes Blutflussrohr 3977 verwendet wird,
wobei dann der Ausfluss 3953 der ersten Blutkreislaufpumpe 3957 mit
dem Perfusions-Lumen 3910 der Arterien-Perfusions-Shunt-Vorrichtung 3900 verbunden
wird. Die erste Blutkreislaufpumpe 3957 kann eine peristaltische
Rollenpumpe, eine Zentrifugalblutpumpe oder eine andere geeignete Blutkreislaufpumpe
sein. Vorzugsweise enthält
die Nieren-Kreislauf-Schleife des Kreislaufunterstützungssystems
auch einen Venen-Blut-Vorratsbehälter 3904,
einen Blut-Oxygenator 3906 und einen Wärmetauscher 3905 in
Serie mit der ersten Blutkreislaufpumpe 3957. Optional
kann eine Vakuum-Unterstützung
verwendet werden, um die Venen-Dränage durch die Venen-Perfusions-Shunt-Vorrichtung 3999 zu
verbessern. Venöses Blut
von den Nieren-Arterien
dringt in die ringförmige Kammer 3918,
welche die Shunt-Vorrichtung 3922 umgibt, ein und wird
durch das Perfusions-Lumen 3987 in der Katheterwelle 3920 abgeleitet.
Das Blut wird mit Sauerstoff angereichert, gekühlt und anderweitig aufbereitet
und durch die erste Blutkreislaufpumpe 3957 zu den Nieren-Arterien
durch das Perfusions-Lumen 4010 der Arterien-Perfusions-Shunt-Vorrichtung 3900 wieder
in Umlauf gebracht. Alternativ kann die Nieren-Kreislauf-Schleife oder
eine andere isolierte Kreislauf-Schleife in der retrograden Richtung
durchströmt
werden.
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Der Rest des Kreislaufsystems wird
durch das schlagende Herz des Patienten versorgt. Mit Sauerstoff
angereichertes Blut von dem Herzen fließt durch den absteigenden Teil
der Aorta, passiert durch die Shunt-Leitung 3912 der ausdehnbaren Shunt-Vorrichtung 3932 der
Arterien-Perfusions-Shunt-Vorrichtung 3900, wodurch die Nieren-Arterien
passiert werden. Von dort fließt
das Blut durch den abdominalen absteigenden Teil der Aorta zu dem Rest
der inneren Organe des Körpers
und der unteren Extremitäten
in der gewöhnlichen
Weise, wobei es über
die untere Hohlvene zu dem Herzen zurückkehrt. Das durch die untere
Hohlvene zurückkehrende
Blut passiert durch das Lumen 3962 der ausdehnbaren Shunt-Vorrichtung 3922 der
Venen-Perfusions-Shunt-Vorrichtung 3999 und
passiert den isolierten Nieren-Kreislauf.