DE7830459U1 - Blutpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Pumpe, bei der ein Einlassventil, ein Auslassventil und eine Kammer mit veränderlichem Volumen von Teilen einer flexiblen Rohrleitung oder eines Schlauches gebildet sind.

Bei bestimmten Arten von chirurgischen Eingriffen wird die Herz- und Lungenfunktion des Patienten durch eine Maschine ersetzt, die in einem ausserhalb des Körpers verlaufenden Kreislauf liegt, und in der das Blut des Patienten vom Körper umgeleitet wird und nach einer Anreicherung mit Sauerstoff zum Patienten zurückgeführt wird. Die Dauer der chirurgischen Eingriffe ist durch die Zerstörung der Blutzellen,die Hämolyse und durch die Bildung von Mikroembolien d.h. von mikroskopischen Blasen im Blut, begrenzt. Diese Umstände begrenzen die Dauer, während der ein Kreislauf ausserhalb des Körpers .verwandt werden kann, auf 5 bis 10 Stunden.

Gewöhnlich werden Pumpen verwandt, bei denen ein flexibles

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Rohr oder ein Schlauch zwischen einer Walze und einer gekrümmten Wand zusammengedrückt wird, wobei bei diesen Pumpen die Walze an einem Kopf angebracht ist, der sich um eine Achse dreht, die er mit der gekrümmten Wand gemeinsam hat. Diese Pumpen erzeugen in bekannter Weise eine beträchtliche Hämolyse, was mit dem Konstruktionsprinzip dieser Pumpe in Verbindung zu stehen scheint.

Ein weiterer Nachteil dieser gewöhnlich verwendeten Pumpen besteht darin, dass sie eine konstante Strömung erzeugen, was eine Abweichung von den physiologisch richtigen Verhältnissen darstellt.

Pumpen mit einem Einlassventil, einem Auslassventil und einer Kammer mit veränderlichem Volumen stehen mit den physiologischen Verhältnissen in Einklang und werden als Blutpumpen verwandt. Es besteht keine Gefahr, dass die Kammer mit veränderlichem Volumen eine Hämolyse bewirkt, die Ventile bereiten jedoch extreme Schwierigkeiten, entweder aufgrund des Kontaktes zwischen dem Ventil und seinem Sitz oder aufgrund der Tatsache, dass eine Unterbindung des Strömungsweges dazu führen kann, dass in der Flüssigkeit hohe Schubkräfte auftreten.

Ziel der Erfindung ist eine Blutpumpe, bei der die Hämolyse so gering wie möglich gehalten wird und bei der die Spannungen in der flexiblen Rohrleitung oder im Schlauch gering sind, um die Zeitdauer auszudehnen, während der ein ausserhalb des Körpers verlaufender Kreislauf verwandt werden kann.

Dies wird erfindungsgemass durch eine Blutpumpe erreicht, die ein Einlassventil, ein Auslassventil und eine Verdrängungskammer mit einem veränderlichen Volumen aufweist, die Teile

einer gemeinsamen flexiblen Rohrleitung oder eines gemeinsamen Schlauches sind, die bzw. der zwischen einer festen Wandeinrichtung und zwei im Abstand voneinander angeordneten beweglichen Ventilstösseln zusammendrückbar ist, die dazwischen angeordnet sind. Die Pumpe zeichnet sich dadurch aus, dass die Ventilstössel in Längsrichtung der Rohrleitung eine Abmessung von wenigstens 5 mm haben und dass dann, wenn sich die Ventilstössel in der geschlossenen Stellung befinden, ein Schlitz mit einer Höhe von weniger als 0,5 mm bleibt.

.

Der Aufbau der Ventile mit einem schmalen Schlitz gegebener Länge führt zu einem gewissen Leckverlust. Die Schubkräfte in der Flüssigkeit sind jedoch auf Werte herabgesetzt, die unter den Sicherheitsgrenzen für die Hämolyse liegen. Die Rohrleitung wird darüber hinaus wesentlich weniger unter Spannung gesetzt, was die Gefahr der Rissbildung vermindert.

Im folgenden wird anhand der zugehörigen Zeichnung ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben:

Fig. 1 zeigt das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Pumpe in einer perspektivischen Ansicht.

Fig. 2 zeigt das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Pumpe in einer perspektivischen Ansicht, wobei

der Deckel geöffnet ist und die Pumpe zum Einlegen des Schlauches bereit ist.

Fig. 3 zeigt eine schematische Längsschnittansicht durch das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Pumpe, wobei der Deckel offen ist und teilweise abgeschnitten ist.

Wie es in Fig. 1 dargestellt ist, ist ein Gehäuse 1 mit einem Deckel 2 versehen, der über ein Gelenk oder ein Scharnier 3 mit dem Gehäuse verbunden ist. An der dem Scharnier3 gegenüberliegenden Seite kann der Deckel in der geschlossenen Stellung über eine Verriegelungseinrichtung 4 gehalten werden. Der Deckel 2 weist einen Rahmen aus zwei Längselementen 5 und Trägern 6, 7 und 8 auf. Der Träger 6, der dem Scharnier gegenüber angeordnet ist, weist zwei Nuten 9, 10 auf, die dem Querschnitt eines Rohres 11 entsprechen, in dem die Pumpe eine Flüssigkeitsströmung bewirken soll. Die Nuten sind an die Rohrleitung derart angepasst, dass die Rohrleitung durch die Verriegelungseinrichtung fest im Deckel gehalten ist.

Zwischen den Trägern 6 und 7 am Deckel 2 ist eine transparente Platte 12, beispielsweise aus einem durchsichtigen Acrylharz, angebracht und zwischen den Trägern 7 und 8 befindet sich eine weitere Platte 13, gleichfalls aus einem transparenten Material. Die Platten 12 und 13 sind an den Elementen 5 mittels Stellschrauben 14 gehalten. Zwischen die Elemente 5 und die Platten 12 und 13 sind elastische Füllstoffe eingepasst, die die Platten in eine Richtung von den Elementen wegdrücken. Unter den Köpfen der beiden Schrauben 14, die die Platte 12 halten, sind zwei verschiebbare Elemente 15 vorgesehen, deren Funktion später beschrieben wird. Die Unterfläche der Platten 12, 13 liegt im wesentlichen auf einer Höhe mit der Unterseite des Trägers 7 und dem am tief sten liegenden Teil der Nuten 9,

In Fig. 2 ist die Pumpe mit geöffnetem Deckel 2 dargestellt. Die Rohrleitung ist bogenförmig angeordnet und wird gegen die Nuten 9, 10 durch Rohrhalter 16, 17 gedrückt, wenn der Deckel geschlossen ist. Die oberen Teile der drei Kolben 18, 19, 20 nehmen den Hauptteil der Oberfläche des Gehäuses 1 ein. Die

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Kolben 18, 19 sind vergleichsweise klein und nehmen nur die m

Ii Hälfte der Breite des Gehäuses ein, während der Kolben 20, |

der der Presskolben ist, im wesentlichen dieselbe Breite wie | das Gehäuse an der Innenseite seiner Wände 2 hat. Die Kolben
18, 19, 20 befinden sich in ihrer tiefsten Stellung annähernd

auf einer Höhe mit der Oberkante der Wände 21. Der Kolben i

f 18 steuert die Auslassventilfunktion und ist in seiner oberen >'

Stellung dargestellt. Der Kolben 20 liefert die Verdrängungs- ; funktion und der Kolben 19 steuert die Einlassventilfunktion I

I der Pumpe. f

Im folgenden wird die Arbeitsweise der Pumpe beschrieben: ! Wenn die Rohrleitung 11 in der in Fig. 2 dargestellten Weise
angeordnet ist, wobei auf der Oberfläche des Gehäuses eine j· Kennzeichnung angebracht sein kann, wie die Rohrleitung anzu- " ordnen ist, wird der Deckel geschlossen, wie es in Fig. 1 dargestellt ist. Die Rohrleitung wird dann fest in den Nuten 9_r
10 des Deckels gehalten. Wenn sich der Kolben 18 in seiner oberen Stellung befindet, wird die Rohrleitung 11 gegen die Plat- \ te 12 am Kolben 18 gedrückt. Wenn die Pumpe in Gang gesetzt | wird, wird sich der Verdrängungskolben nach oben bewegen und
das Blut in der Rohrleitung vom Rohrleitungsteil über dem Verdrängungskolben wegdrücken, indem er die Rohrleitung gegen
die Platte 13 drückt. Danach wird der Kolben 19 nach oben be- | wegt, so dass er die Rohrleitung über dam Kolben 19 zusammen- _; drückt. Danach werden der Kolben 18 und der Verdrängungskolben ? 20 abgesenkt, um die Rohrleitung wieder mit Blut zu füllen.
Nachdem der Kolben 18 wieder nach oben bewegt ist und der KoI- j ben 19 abgesenkt ist, kann ein neuer Pumpzyklus beginnen.

Um eine Zerstörung der Blutzellen zu vermeiden, ist die Einstellung der Pumpe vor dem Ingangsetzen von Bedeutung. Aufgrund der Transparenz der Platten 12 und 13 und der roten Farbe ;

des Blutes ist leicht erkennbar, wann die Rohrleitung vollständig zusammengedrückt ist. Wenn sich alle Kolben in ihrer oberen Stellung befinden, erfolgt eine Einstellung der Schrauben 14, bis ein vollständiger verschluss gerade erreicht "wird. Diese Einstellung erfolgt an der Platte 12 mit den verschiebbaren Elementen 15, die unter die Köpfe der Schrauben geschoben werden. Wenn die Einstellung erfolgt ist, werden die Elemente 15 unter den Schrauben weggezogen, so dass ein schmaler Schlitz in der Rohrleitung bleibt, der eine Höhe hat, die gleich der Stärke der verschiebbaren Elemente ist. Die Platte 13 wird dadurch etwas angehoben, dass die Schrauben um einen bestimmten Winkel zurückgedreht werden.

Aufgrund der Breite der Kolben wird der schmale Schlitz in den Teilen der Rohrleitung, die das Einlass- und das Auslassventil bilden, eine derartige Länge haben, dass nur ein kleiner Teil des Blutes durch den Schlitz bei den Druckverhältnissen zurückströmt, die unter chirurgischen Verhältnissen vorherrschen, und der Druckunterschied wird über eine derart grosse Strecke verteilt, dass die Schubkräfte in der Flüssigkeit an keiner Stelle die Grenze überschreiten, bei der die Blutkoagulationszellen aktiviert werden. In der Praxis liegt die Höhe des Schlitzes in der zusammengedrückten Rohrleitung unter 0,5 mm. Bei einer Höhe des Schlitzes von 0,3 mm und einer Länge des Schlitzes in Richtung der Rohrleitung von 6 cm ergeben sich' bei den während chirurgischer Eingriffe vorherrschenden Drücken Schubkräfte, deren Wert annähernd halb so gross wie derjenige Wert ist, der bezüglich der Hämolyse als kritischer Wert angesehen wird.

In Fig. 3 ist schematisch der mechanische Aufbau der Elemente dargestellt, die für die Bewegung der Kolben sorgen, wobei in Fig. 3 eine Schnittansieht durch das Gehäuse dargestellt

* ♦

ist. Das Gehäuse wird von Wänden 21, an der Oberseite durch die Kolben 18, 19 und 20 und an der Unterseite durch einen Boden 22 begrenzt. Am Boden 22 sind Träger 23 mit Lagern für eine Nockenwelle 24 angebracht. Die Nockenwelle weist drei Nocken, d.h. jeweils einen für jeden Kolben,, auf. Die Nockenscheibe 25, die für die Bewegung des Auslassventilkolbens oder -i-stössels sorgt, wirkt auf ein Daumenrad 26 an einem Ende eines Hebels 27. Dieser Hebel steht mit einer Stange 28 in Verbindung, an der der Kolben angebracht ist. Der Hebel 27 ist an der Innenseite der Wand 21 angelenkt. Um eine Parallelbewegung zu erzeugen, ist ein weiterer Hebel 27" zwischen der Stange 28 und der Wand 21 angeordnet.

\ . Der Verdrängungskolben 20 ist mit einer Einrichtung zur Einstellung des Kolbenhubs versehen. Dazu ist eine Vielzahl von Einrichtungen bekannt, wobei im folgenden lediglich ein Bei- <_ spiel einer geeigneten Einrichtung beschrieben wird. Die Nockenscheibe 29 wirkt auf ein Daumenrad 30 an einer Ecke einer dreieckigen Platte 30'. Eine andere Ecke steht mit einem Träger 31 am Presskolben 20 in Verbindung. Die dritte Ecke steht über eine Verbindungsstange mit dem freien Ende 33 eines schwenkbaren Hebels 34 in Verbindung, der um eine in der Wand 21 gelagerte Achse schwenkt, die durch den Befestigungspunkt der Verbindungsstange an der dreieckigen Platte geht. Der Kolben 20 ist mittels eines Trägers 35 und Stangen 36 mit einem Parallel: gelenk versehen.

Die Nockenwelle 34 wird mittels eines Zahnriemens 37 von einem Elektromotor 38 angetrieben, der am Boden 22 angebracht ist. Durch eine Regulierung der Drehzahl des Motors kann die Hubzahl pro Minute verändert werden, so dass es möglich ist, diese Zahl auf die Pulsfrequenz des Patienten einzustellen, an dem ein chirurgischer Eingriff am Herzen oder an der Lunge ausgeführt wird.

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Im obigen wurde ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Pumpe beschrieben. Es ist möglich, die Pumpe derart aufzubauen/ dass die Rohrleitung gerade oder in einer anderen Form quer über die Oberseite der Kolben verläuft. Die Platten, gegen die die Rohrleitung gedrückt wird, können eine Anzahl getrennter Bauelemente sein, die angelenkt oder getrennt angebracht sind.

Die Einstellung kann an einer verstellbaren Druckplatte an der Oberseite der Kolben möglicherweise mit Hilfe von Schrauben erfolgen, die durch Löcher in den Platten zugänglich sind, die die feste Wand bilden, gegen die die Rohrleitung gedrückt wird. Die Bewegung der Kolben kann auch in anderer Weise als durch Nocken, beispielsweise durch Kurbelwellen oder auf hydraulischem Wege oder elektromagnetischem Wege bewirkt werden.

Claims (12)

1. A. GRÜNECKER
2. IXFL-INa
3. H. KINKELDEY W. STOCKMAIR
4. PR-INa ■ A»E (CAUlCH
5. K. SCHUMANN
6. DR BEd NAT, · DW.-FHV3
7. P. H. JAKOB
8. G. BEZOLD
9. T' OFL-CHSUl
10. 8 MÜNCHEN 22
11. MAXIMILIANSTRASSE «3
12. 12. Okt. 1978 G 957

    Polystan A/S

    41, Generatorvej

    DK-2730 Herlev

    Schutzansprüche

    1. Blutpumpe mit einem Einlassventil, einem Auslassventil und einer Verdrängungskammer, die Teile einer gemeinsamen flexib-

    ' len Rohrleitung bilden, die zwischen festen Wandeinrichtungen und zwei im Abstand voneinander angeordneten beweglichen Ventilstösseln und einem Verdrängungsstössel zusammendrückbar ist, die an einem Teil der dazwischen verlaufenden Rohrleitung angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet , dass die Ventilstössel (18, 19, 20) in Strömungsrichtung desr Rohrleitung (11) eine Abmessung haben, die 5 mm überschreitet und dass dann, wenn sich die Ventilstössel (18, 19, 20) in. der geschlossenen Stellung befinden, in der Rohrleitung ein Schlitz mit einer Höhe von weniger als 0,5 mm bleibt.

    2. Blutpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet ,

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    dass die Abmessung der Ventilstössel (18, 19, 20) in Längsrichtung der Rohrleitung (11) zwischen 5 mm und 60 mm liegt und dass die Höhe des Schlitzes zwischen 0,5 mm und 0,3 mm liegt.