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Technisches
Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf eine ventrikulare Hilfsvorrichtung, die zur Zirkulationsunterstützung eines
Patienten, der an einem Herzfehler leidet, verwendet werden soll,
und auf ein Hilfsgerät
hierfür.
Genauer gesagt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine ventrikulare
Hilfsvorrichtung, die in der Lage ist, die Wiederherstellung der
Funktion des angeborenen fehlerhaften Herzens zu fördern und
auf ein Hilfsgerät
hierfür.
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Hintergrundtechnik
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Eine ventrikulare Hilfsvorrichtung
für die
Zirkulationsunterstützung
als ein Beispiel einer relevanten ventrikularen Hilfsvorrichtung
bezüglich
der vorliegenden Erfindung ist in dem japanischen Patent
JP 55141250 offenbart.
11 zeigt eine Art und Weise der
Anbringung der ventrikularen Hilfsvorrichtung an das natürliche Herz.
Wie in
11 gezeigt ist,
ist das menschliche Herz
30 grob in das rechte Herz für die pulmonare
Zirkulation und das linke Herz für
die systemische Zirkulation zusammengesetzt. Das rechte Herz ist
in den rechten Vorhof
31 und den rechten Ventrikel
32 unterteilt;
das linke Herz ist in den linken Vorhof
33 und den linken
Ventrikel
34 unterteilt. Das Blut strömt in der folgenden Reihenfolge:
Das venöse Blut,
das von der systemischen Zirkulation zurückkehrt, gelangt durch die
vena cava inferior und superior und gelangt anschließend in
den rechten Ventrikel, dessen Kontraktion es durch die pulmonare
Arterie zur Lunge zwingt. Dort wird es durch die Atmung mit Sauerstoff
angereichert und kehrt anschließend durch
die pulmonaren Venen zum linken Vorhof
33 zurück. Danach
gelangt das Blut in den linken Ventrikel
34 und wird durch
die Kontraktion des linken Ventrikels
34 in die Aorta gepumpt
und anschließend
zurück
in die systemische Zirkulation. Hier wird eine ventrikulare Hilfsvorrichtung
37 verwendet,
um Blut von dem linken Vorhof
33 oder dem linken Ventrikel
34 in
die Aorta zu pumpen.
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Herkömmliche ventrikulare Hilfsvorrichtungen
wurden in der oben beschriebenen Art und weise verwendet. Die herkömmliche
ventrikulare Hilfsvorrichtung besitzt einen Arbeitsmodus, bei dem
sie Blut von dem natürlichen
Herzen 30 ansaugt und die ventrikulare Hilfsvorrichtung 37 das
Blut in die Arterie pumpt. Dieser Arbeitsmodus schlägt vor,
daß die
herkömmliche
ventrikulare Hilfsvorrichtung hauptsächlich dazu ausgelegt ist,
ersatzweise für
ein unvollkommenes natürliches
Herz 30 zu funktionieren.
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Deshalb gilt, je höher die
Durchflußrate
der herkömmlichen
ventrikularen Hilfsvorrichtung ist, desto geringer ist die Blutmenge,
die während
der Diastole in den Ventrikel geladen wird, womit ein Entspannen
und das Füllen
des natürlichen
Herzens 30 beeinträchtigt
wird. Des weiteren muß das
natürliche Herz 30 in
den meisten Fällen
etwas Blut gegen den Aortadruck in die Aorta ausstoßen, obwohl
die ventrikulare Hilfsvorrichtung ausreichend Blut ansaugt, wodurch
angenommen wird, daß der
Ausstoßwiderstand
für das
Herz mit einer unzureichenden Funktion zu hoch ist. Zusammengefaßt sorgt
die konventionelle ventrikulare Hilfsvorrichtung nicht für die ideale
Umgebung zur Wiederherstellung der Funktion des natürlichen
Herzens 30, da es die Entspannung und das Befüllen des
natürlichen
Herzens 30 beeinträchtigt
und eine hohe ventrikulare Last auferlegt.
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Des weiteren ist aus der US-A-4 782
817 ein Hilfsgerät
für eine
ventrikulare Hilfsvorrichtung bekannt, die zwischen einem Ventrikel
eines natürlichen
Herzens und einer ventrikularen Hilfsvorrichtung vorgesehen ist.
Sie weist eine Blutpumpe auf, die aus zwei Kammern besteht, eine
obere Kammer und eine untere Kammer, sowie aus zwei Ventilen. Die
obere Kammer dient als Befüllungskammer,
während
die untere Kammer als eine Pumpenkammer oder ein Ventrikel dient.
Die obere Kammer ist über Schläuche und
eine Kanüle
mit dem natürlichen
Vorhof des Herzens des Patienten verbunden. Das Füllen der
Pumpe geschieht kontinuierlich und passiv als ein Ergebnis des artialen
Druckes und der Schwerkraft. Dies wird durch Senken der Vorrichtung unter
das artriale Niveau des Patienten ermöglicht, typischerweise auf
unter mehr als 20 cm. Das erste Ventil ist zwischen der oberen Kammer
und der unteren Kammer angeordnet und das zweite Ventil ist nach
der unteren Kammer angeordnet.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine ventrikulare Hilfsvorrichtung bereitzustellen, die
in der Lage ist, die Wiederherstellung eines unvollkommenen natürlichen
Herzens zu fördern.
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Eine andere Aufgabe der vorliegenden
Erfindung ist es, eine ventrikulare Hilfsvorrichtung bereitzustellen,
die nicht nur in der Lage ist, die Wiederherstellung eines fehlerhaften
Herzens zu fördern,
sondern die auch für
den Fall der ineffektiven Kontraktion des Herzens verwendbar ist,
die bei einer ventrikularen Fibrillation festgestellt wird.
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Die andere Aufgabe der vorliegenden
Erfindung ist es, ein Hilfsgerät
für eine
herkömmliche
ventrikulare Hilfsvorrichtung bereitzustellen, das in der Lage ist,
die Wiederherstellung eines fehlerhaften natürlichen Herzens zu fördern.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale
der unabhängigen
Ansprüche
1 und 2 erzielt. Weitere vorteilhafte Merkmale sind Gegenstand der
abhängigen
Ansprüche.
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Während
der ventrikularen Diastole wird der Druck der Nachladungs-Regelkammer
auf Druckniveaus gehalten, die das Einwegventil schließen können, das
sich nur zu der Nachladungs-Regelkammer
hin öffnet.
Dadurch saugt die Blutpumpe das Blut nicht vom Ventrikel an und
es ist weder die Entspannung des Ventrikels noch das Befüllen begrenzt. Während der
ventrikularen Systole wird der Druck der Nachladungs-Regelkammer
ausreichend unterhalb des arteriellen Drucks gehalten. Deshalb ist
der Ventrikel in der Lage, Blut mit einem sehr geringen Ausstoßwiderstand
in die Nachladungs-Regelkammer auszustoßen, jedoch nicht in die Arterie
mit einem viel höheren
Ausstoßwiderstand.
Das Blut, das in die Nachladungs-Regelkammer ausgestoßen wird, wird
durch die Blutpumpe, die distal von der Nachladungs-Regelkammer
vorgesehen ist, angesaugt und zur Arterie geleitet. Als ein Ergebnis
ist der Ventrikel in der Lage, Blut mit einem niedrigen Ausstoßwiderstand
nach einer ausreichenden Entspannung und einem Befüllen des
Ventrikels auszustoßen.
Deshalb kann die funktionale Wiederherstellung des natürlichen
fehlerhaften Herzens gefördert
werden.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine schematische Darstellung, die eine Konfiguration einer ventrikularen
Hilfsvorrichtung gemäß der ersten
Ausführungsform
darstellt.
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2 zeigt
ein Beispiel der Integration eines Einwegventils und einer Blutleitung,
oder einer mit einem Ventil versehenen Leitung, die aus einer homogeneischen
oder einer xenogeneischen großen
Arterie mit einem Ventil hergestellt ist.
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3 zeigt
ein Beispiel, bei dem die mit einem Ventil versehene Leitung, die
die homogeneische oder die xenogeneische große Arterie verwendet, mit einem
Ventil in den Ventrikel eingesetzt ist.
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4 zeigt
eine vereinfachte Variation der ersten Ausführungsform, die in 1 gezeigt ist.
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5 stellt
die zweite Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dar.
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6 stellt
die zweite Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dar.
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7 ist
eine schematische Darstellung, die eine Konfiguration eines Hilfsgerätes für eine ventrikulare
Hilfsvorrichtung gemäß der dritten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt.
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8 zeigt
eine vereinfachte Variation der dritten Ausführungsform, die in 7 gezeigt ist.
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9 stellt
die vierte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dar.
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10 stellt
die vierte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dar.
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11 zeigt
eine Art und Weise der Anbringung einer herkömmlichen ventrikularen Hilfsvorrichtung
an ein natürliches
Herz.
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Bester Ausführungsmodus
der Erfindung
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(1) Erste Ausführungsform
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Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen wird
eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wie folgt beschrieben werden. 1 zeigt eine schematische
Darstellung, die eine ventrikulare Hilfsvorrichtung 10 gemäß der ersten
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung erläutert,
die in einem Ventrikel 35 (linker Ventrikel 34 oder
rechter Ventrikel 32) eines natürlichen Herzens 30 implantiert
ist. Wie in 1 gezeigt
ist, enthält
die ventrikulare Hilfsvorrichtung 10 die folgenden Komponenten:
Ein Einwegventil 22, das nur zu einer Nachladungs-Regelkammer 11 hin
geöffnet
werden kann; eine Blutleitung 14, die das Einwegventil
enthält;
eine Nachladungs-Regelkammer 11, die das durch das Einwegventil 22 mittels
der Kontraktion des Ventrikels 35 ausgestoßene Blut
zeitweise speichert; einen Drucksensor 23 der Nachladungs-Regelkammmer 11;
eine Blutleitung 15, die distal zu der Nachladungs-Regelkammer 11 vorgesehen
ist; eine Blutpumpe 25, die damit verbunden ist; eine Re geleinheit 26 zum
Ansteuern und Regeln der Blutpumpe 25; eine Blutleitung 16 zum Transportieren
des Blutes zur Arterie; eine Strömungssonde 27;
und einen Durchflußmesser 28,
der damit verbunden ist. Der Durchflußmesser ist in der Regeleinheit 26 enthalten
oder damit verbunden. Mittels eines Gehäuses 21, das die Nachladungs-Regelkammer 11 vollständig bedeckt,
und mittels einer Druckregelvorrichtung 24, die damit verbunden
ist, wird der Druck in der Nachladungs-Regelkammer 11 so
geregelt, daß er
ausreichend niedriger als der arterielle Druck während der Systole des Ventrikels 35 ist,
und so daß er
auf Druckniveaus gehalten wird, die das Einwegventil 22 während der
Diastole des Ventrikels 35 geschlossen halten kann. Als
ein Ergebnis wird das Blut des Ventrikels 35 während der
Distole des Ventrikels 35 nicht durch die Blutpumpe 25 angesaugt,
da das Einwegventil 22 geschlossen gehalten wird, deshalb
ist die ausreichende Entspannung und das Befüllen des Ventrikels 35 gestattet.
Während der
Systole kann der Ventrikel 35 das Blut mit einem geringen
Ausstoßwiderstand
in die Nachladungs-Regelkammer 11 ausstoßen. Die
Blutpumpe 25, die distal zu der Nachladungs-Regelkammer 11 vorgesehen
ist, saugt Blut unter der Regelung der Regeleinheit 26 von
der Nachladungs-Regelkammer 11 an und
pumpt es in die Arterie. Die Druckregelvorrichtung 24 ist
beispielsweise eine luftbetriebene Pumpe. Durch Einstellen des Luftdruckes
in dem Raum zwischen der Nachladungs-Regelkammer 11 und
dem Gehäuse 21 wird
der Druck in der Nachladungs-Regelkammer 11 innerhalb des
oben beschriebenen Bereiches gehalten. Der Druck der Nachladungs-Regelkammer kann
ferner geregelt werden, wie später beschrieben
wird, indem die Strömungsrate
der Blutpumpe 25 unter der Regelung der Regeleinheit 26 eingestellt
wird.
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Der Ventrikel 35 und die
Nachladungs-Regelkammer 11 werden mit einer dazwischenliegenden
Blutleitung 14 verbunden. Die Blut leitung 14 kann
eine antithrombogenische Kanüle
sein, die mit einem Einwegventil 22, einem künstlichen
Blutgefäß mit einem
Einwegventil 22, oder einem arteriellen Homo- oder Xenograft
mit einem Einwegventil 22 versehen ist. Die Blutpumpe 25 und
die Nachladungs-Regelkammer 11 sind mit einer dazwischenliegenden Blutleitung 15 verbunden.
Die Blutleitung 15 kann eine anti-thrombogene Kanüle oder
ein künstliches Blutgefäß sein.
Die Blutleitung 16 zum Transportieren des Blutes zur Arterie
kann eine anti-thrombogene Kanüle
oder ein künstliches
Blutgefäß sein.
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Das Einwegventil 22 kann
ein mechanisches Ventil mit einer oder zwei geneigten Scheiben sein, oder
es kann ein biologisches Ventil sein, das durch Bearbeiten von homogenen
oder xenogenen Geweben wie einem kardiatischen Ventil oder einem
Perikardium vorbereitet sein. Das Einwegventil 22 ist darin
befestigt oder einstückig
mit der Blutleitung 14 ausgebildet. Das Einwegventil 22 kann
an jeder Position entlang der Blutleitung 14 vorgesehen
sein. Das Einwegventil kann an einem Einströmungsabschnitt der Nachladungs-Regelkammer 11 positioniert
werden, wie in 7 gezeigt
ist.
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Als ein Beispiel der Integration
von sowohl dem Einwegventil 22 als auch der Blutleitung 14, kann
eine homo- oder xenogene ansteigende Aorta mit dem Aortaventil oder
eine homo- oder xenogene pulmonare Arterie mit dem pulmonaren Ventil
verwendet werden. In diesem Fall ist der Wurzelabschnitt der Aorta
oder der pulmonaren Arterie, nämlich
das Segment, das sich von dem valvularen Annulus zu einem Abschnitt
erstreckt, an dem die Aorta oder die pulmonare Arterie die Wand
des Ventrikels 35 durchdringt, mit einem Ring verstärkt, der
aus einem festen Material hergestellt ist. 2 zeigt dieses Beispiel. Dieser verstärkende Ring 51 und
die Aorta oder die pulmonare Arterie können durch Zusammennähen des
valvularen Annulus und des Verstärkungsrings 51 mit
einem chirurgischen Nahtmaterial 52 aneinander befestigt
werden. Um diese Fixation mit dem Nahtmaterial zu erleichtern, kann
der Verstärkungsring 51 mit
einer Anzahl kleiner Löcher
versehen sein, durch die das Nahtmaterial 52 hindurchgeführt wird.
Das Material des Verstärkungsrings 51 ist
beispielsweise eine Titanlegierung, festes Plastik oder anderes. 2 zeigt, daß eine große Arterie
mit einem Ventil teilweise mit dem Nahtmaterial 52 mit dem
Verstärkungsring 51 vernäht ist.
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In all den vorstehend genannten verschiedenen
Blutleitungen 14 kann ein Abschnitt, der durch die Wand
des Ventrikels 35 hindurchdringt, mit einem Stoff (beispielsweise
aus Polyethylenglycolteraphtalat hergestellt) mit einem Flansch 61 bedeckt
sein. Der Flansch 61 und die ventrikulare Wand 62 werden mit
einem Nahtmaterial 63 miteinander vernäht, um ein Bluten aus der Stelle,
an der die Blutleitung 14 in den Ventrikel 35 eingesetzt
wird, zu verhindern. Dies dient auch dazu, das Herausrutschen der
Blutleitung 14 zu verhindern. 3 zeigt, daß die Blutleitung 14 in
der ventrikularen Wand 62 fixiert ist, indem der Flansch 61,
der an dem Verstärkungsring 51 angebracht
ist, und die ventrikulare Wand 62 mit einem Nahtmaterial 63 zusammengenäht werden.
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Die Blutpumpe 25, die distal
mit der Nachladungs-Regelkammer 11 verbunden ist, kann
eine pulsierende Blutpumpe (vom Membrantyp, Sacktyp, Stoßplattentyp,
o. ä.)
mit Einströmungs-
und Ausströmungsventilen
sein, oder sie kann eine nichtpulsierende Blutpumpe (Zentrifugalpumpe,
Walzenpumpe, oder anderes) ohne einem Einström- oder Ausströmventil
sein.
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Der Abschnitt, der das in die Nachladungs-Regelkammer 11 ausgestoßene Blut
speichert, kann aus einem flexiblen antithrombogenen Material hergestellt
sein, beispielsweise ausschließlich
aus einem synthetischen Material wie Polyurethan, segmentiertem
Polyurethan oder anderem hergestellt sein. Er kann ferner auch aus
einem flexiblen Material (Silikongummi, Polyurethan, oder anderes) hergestellt
sein, dessen Oberfläche
mit einer biologischen Substanz wie Heparin oder anderem behandelt
wurde.
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4 zeigt
eine vereinfachte Variation der ventrikularen Hilfsvorrichtung 10,
die in 1 gezeigt ist.
In diesem Beispiel ist die Nachladungs-Regelkammer 11 nicht
von dem Gehäuse 21 bedeckt
und das Druckregelgerät 24 ist
auch nicht vorgesehen.
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Ein Verfahren zur Regelung des Drucks
der Nachladungs-Regelkammer 11 in der ventrikularen Hilfsvorrichtung 10,
die in den 1 und 4 gezeigt ist, wird wie folgt
beschrieben.
- 1) Wie bereits beschrieben, wird
zuerst ein Drucksensor 23 für die Nachladungs-Regelkammer 11 vorgesehen.
Durch Überwachen
des mit dem Drucksensor 23 gemessenen Druckes wird die Strömungsrate
der Blutpumpe 25 mit der Regeleinheit 26 so eingestellt,
daß der
Druck der Nachladungs-Regelkammer 11 innerhalb des oben
beschriebenen vorbestimmten Bereiches gehalten wird. Genauer gesagt
wird dann, wenn der Druck den vorbestimmten Bereich überschreitet,
die Strömungsrate
der Blutpumpe 25 erhöht,
und wenn der Druck unter der unteren Grenze liegt, wird die Strömungsrate
reduziert. Die Messung der Blutströmung, die für die Strömungsratensteuerung notwendig
ist, wird mit einer Strömungssonde 27 erzielt,
die an einer Blutleitung 16 angebracht ist, und mit einem
Durchflußmesser 28 (elektromagneti scher
Durchflußmesser,
Ultraschalldurchflußmesser,
oder anderes), der mit der Sonde 27 verbunden ist. Der
Durchflußmesser
ist in der Regeleinheit 26 enthalten oder damit verbunden.
Die Strömungssonde 27 zur
Strömungsmessung
kann ferner an der Blutleitung 15 angebracht sein. Dieses
Verfahren der Druckregelung in der Nachladungs-Regelkammer 11 wird
in der vereinfachten Variation, die in 4 gezeigt ist, verwendet.
- 2) Wenn die Blutpumpe 25 pulsierend ist, ist zusätzlich eine
Funktion der Synchronisierung der Kontraktion des Ventrikels 35 mit
dem Blutansaugen aus der Nachladungs-Regelkammer 11 vorgesehen
(insbesondere durch Verwenden der Elektrokardiografie). Dies verhindert
eine Zunahme des Blutvolumens durch die Einströmung von Blut aus dem Ventrikel 35 und
verhindert dadurch eine Zunahme des Druckes in der Nachladungs-Regelkammer 11.
- 3) Wenn die Nachladungs-Regelkammer 11 mit dem Gehäuse 21 versehen
ist, wie in 1 gezeigt
ist, ist eine feinere Druckregelung der Nachladungs-Regelkammer 11 möglich, indem
der Druck in dem Gehäuse 21 weiter
geregelt wird. wenn die Blutpumpe 25 nicht pulsierend ist,
kann es vorteilhaft sein, die Nachladungs-Regelkammer 11 mit
dem Gehäuse 21 zu
versehen, da die feinere Druckregelung der Nachladungs-Regelkammer 11 möglich ist.
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Unter Verwendung einer oder mehrerer
der oben beschriebenen Verfahren wird der Druck der Nachladungs-Regelkammer 11 geregelt.
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Als nächstes wird die Form der Nachladungs-Regelkammer 11 beschrieben.
Wenn das Gehäuse 21 vorgesehen
ist, ist beispielsweise die Form der Nachladungs-Regelkammer 11 anders
als das Gehäuse 21 ausgelegt,
beispielsweise durch die hydrodynamische Finite-Elemente-Methode,
um so viel Separierung und Störung
des Blutstroms wie möglich zu
verhindern.
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Das Volumen des Anteils, der das
ausgestoßene
Blut in der Nachladungs-Regelkammer 11 speichert, reicht
von annähernd
10 bis annähernd
1.000 ml.
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Der Druck in der Nachladungs-Regelkammer 11 kann
höher als
der ventikulare diastolische Druck während der Diastole eingestellt
sein, so daß das
Einwegventil 22 geschlossen bleibt, und er kann niedriger
als der arterielle Druck während
der Systole eingestellt sein (der Aortadruck beim Unterstützen des
linken Herzens, und der pulmonare Arteriendruck beim Unterstützen des
rechten Herzens). Es sollte angemerkt werden, daß, wenn das natürliche Herz
von der Blutpumpe 25 entwöhnt wird, der Druck der Nachladungs-Regelkammer 11 während der
Systole allmählich
erhöht
wird und schließlich
gleich oder höher
als der arterielle Druck (der Aortadruck beim Unterstützen des
linken Herzens und der pulmonare Arteriendruck beim Unterstützen des
rechten Herzens) eingestellt wird, so daß das Blut in dem Ventrikel
direkt in die Arterie ausgestoßen
wird, nicht jedoch in die Blutpumpe 25.
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(2) Zweite Ausführungsform
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Die zweite Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung wird wie folgt beschrieben. Diese Ausführungsform ermöglicht die
Verwendung der ventrikularen Hilfsvorrichtung der vorliegenden Erfindung, sogar
wenn eine effektive Kontraktion des Herzens nicht erhalten wird,
beispielsweise im Falle einer ventrikularen Fibrillation. Die Ausführungsform
ist sowohl für
die Nachladungs-Regelkammer 11 mit dem Gehäuse 21,
die in 1 gezeigt ist,
als auch für
die vereinfachte Variation, die in 4 gezeigt
ist, anwendbar. Auf der Basis des in 1 gezeigten
Beispiels, ist ein besonderes Beispiel dieser Ausführungsform
in den 5 und 6 dargestellt. Die 5 und 6 zeigen ein bestimmtes Beispiel einer
ventrikularen Hilfsvorrichtung 40 gemäß der zweiten Ausführungsform.
Wie in den 5 und 6 gezeigt ist, ist in der
zweiten Ausführungsform
eine Bypassleitung 17 parallel zur Nachladungs-Regelkammer 11 der
ersten Ausführungsform
vorgesehen. Mit Ausnahme dieses Abschnittes ist die Konfiguration
der zweiten Ausführungsform
grundsätzlich
dieselbe wie diejenige der ersten Ausführungsform. Die Bypassleitung 17 ist
aus demselben antithrombogenen Material wie die Blutleitung 15 der
ventrikularen Hilfsvorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform
hergestellt. Wenn wirksame kardiatische Kontraktionen beobachtet
werden, wird die Bypassleitung 17 geschlossen und es wird
eine Route durch die Nachladungs-Regelkammer 11 geöffnet (5). In diesem Fall ist die
zweite Auführungsform
funktionell äquivalent
zu der ventrikularen Hilfsvorrichtung 10 gemäß der ersten
Ausführungsform.
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Wenn keine wirksame kardiatische
Kontraktion beobachtet wird, wird die Route durch die Nachladungs-Regelkammer 11 geschlossen
und die Bypassleitung 17 wird geöffnet (6). In diesem Fall ist die zweite Ausführungsform
funktional äquivalent zu
einer herkömmlichen
ventrikularen Hilfsvorrichtung 37. Mit anderen Worten,
wie bei einer herkömmlichen
ventrikularen Hilfsvorrichtung 37 wird das Blut in dem
Ventrikel 35 mittels der Blutpumpe 25 angesaugt
und zu der Aorta transportiert (beim Unterstützen des linken Herzens) oder
zu der pulmonaren Arterie (beim Unterstützen des rechten Herzens).
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Öffnungen 18,
die an zwei Positionen entlang jeder der Routen durch die Nachladungs-Regelkammer 11 und
die Bypassleitung 17 vorgesehen sind, wie in 5 gezeigt ist, werden verwendet, wenn
eine Medizin, wie beispielsweise ein Anti-Koagulans, benötigt wird.
Beispielsweise wird durch die Öffnung
oder die Öffnungen 18 Heparin
oder anderes verteilt, um eine Koagulation des Blutes, das in der Route
verbleibt, wenn die Route geschlossen ist, zu verhindern. Alternativ
kann das Blut, das in der Route belassen wird, entfernt werden,
und die Route wird mit einer heparinisierten Kochsalzlösung und
anderem durch die Öffnung
oder Öffnungen
wiederbefüllt.
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Obwohl das Druckregelgerät und die
Regeleinheit für
die Blutpumpe als separate Komponenten in den ersten und zweiten
Ausführungsformen
beschrieben wurden, ist die Beschreibung selbstverständlich nicht
auf die Geräte
begrenzt, sondern daß sie
integriert sind. Diese Integration kann eine ventrikulare Hilfsvorrichtung
mit einer reduzierten Größe bereitstellen.
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(3) Dritte Ausführungsform
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Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen wird
die dritte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wie folgt beschrieben. In der dritten
Ausführungsform
ist ein Teil der ventrikularen Hilfsvorrichtung der ersten Ausführungsform
als ein Hilfsgerät
für eine
ventrikulare Hilfsvorrichtung zwischen dem natürlichen Herzen 30 und
der existierenden ventrikularen Hilfsvorrichtung vorgesehen.
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7 ist
eine schematische Darstellung, die das Hilfsgerät 110 gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt, die zwischen dem Ventrikel 35 (linker Ventrikel 34 oder
rechter Ventrikel 32) eines natürlichen Herzens 30 und
einer ventrikularen Hilfsvorrichtung 137 vorgesehen ist.
Wie in 7 gezeigt ist, enthält das Hilfsgerät 110 für die ventrikulare
Hilfsvorrichtung eine Nachladungs-Regelkammer 111, die das
von dem Ventrikel 35 ausgestoßene Blut zeitweise speichert,
ein Einwegventil 122, das an einem Einströmungsabschnitt
der Nachladungs-Regelkammer 111 vorgesehen ist, und einen
Drucksensor 123, der an einem Ausströmungsabschnitt der Nachladungs-Regelkammer 111 vorgesehen
ist. Das Einwegventil 122 kann sich nur zu der Nachladungs-Regelkammer 111 hin öffnen. Das
Einwegventil 122 kann in einer Blutleitung 114 angeordnet
sein, wie in 1 gezeigt
ist.
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Im allgemeinen besitzt eine ventrikulare Hilfsvorrichtung 137 einen
Durchflußmesser,
der mit der ventrikularen Hilfsvorrichtung 137 verbunden
ist. Unter Verwendung eines Gehäuses 121,
das die Nachladungs-Regelkammer 111 vollständig bedeckt, und
eines Druckregelgerätes 124,
das mit dem Gehäuse
verbunden ist, wird der Druck der Nachladungs-Regelkammer 111 innerhalb
eines vorbestimmten Bereiches gehalten, der viel niedriger als der
arterielle Druck während
der Systole des Ventrikels 35 ist, und der innerhalb eines
vorbestimmten Bereiches aufrechterhalten wird, der ein Verschließen des
Einwegventils 122 während
der Diastole des Ventrikels 35 sicherstellt. Folglich gewährleistet
das Schließen
des Einwegventils 122 während
der Diastole des Ventrikels 35 eine ausreichende Entspannung
und ein Befüllen
des Ventrikels 35, da die ventrikulare Hilfsvorrichtung 137 den
Ventrikel 35 nicht ansaugt. Während der Systole ist der Ventrikel 35 in der
Lage, mit einem niedrigen Ausstoßwiderstand Blut in die Nachladungs-Regelkammer 111 einzuspritzen.
Das Blut in der Nachladungs-Regelkammer 111 wird durch
die ventrikulare Hilfsvorrichtung 134 eingesaugt und zur
Aorta geleitet, die distal zu der Nachladungs-Regelkammer 111 vorgesehen
ist. Unabhängig
von der Anwesenheit/Abwesenheit des Durchflußmessers in der ventrikularen
Hilfsvorrichtung 137 kann das Hilfsgerät 110 für die ventrikulare Hilfsvorrichtung
mit einem Durchflußmesser
versehen sein.
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Das Druckregelgerät 124 kann eine luftbetriebene
Pumpe sein. Der Druck in der Nachladungs-Regelkammer 111 wird
durch Einstellen des Luftdruckes in dem Raum zwischen der Nachladungsregelkammer 111 und
dem Gehäuse 121 innerhalb
des oben beschriebenen Bereiches gehalten. Die Druckregelung der
Nachladungs-Regelkammer 111 kann ferner in Kombination
mit der Einstellung der Durchflußrate der ventrikularen Hilfsvorrichtung 137 durchgeführt werden,
wie später
beschrieben wird.
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Der Ventrikel 35, die Nachladungs-Regelkammer 111 und
die ventrikulare Hilfsvorrichtung 137 sind mit Blutleitungen 114 verbunden.
Die Blutleitung 114 ist eine Kanüle, ein künstliches Blutgefäß oder ein
homogenes oder xenogenes arterielles Gewebe.
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Das Einwegventil 122 ist
im wesentlichen dasselbe wie dasjenige der ersten Ausführungsform. Deshalb
kann, wie in 2 gezeigt
ist, eine mit einem Ventil versehene Leitung, in der ein Einwegventil 122 und
eine Blutleitung 114 integriert ist, verwendet werden.
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Die Blutpumpe der ventrikularen Hilfsvorrichtung 137,
die distal mit der Nachladungs-Regelkammer 111 verbunden
ist, kann eine pulsierende Pumpe (Membrantyp, Sacktyp oder Stoßplattentyp)
mit Einströmungs-
und Ausströmungsventilen
sein, oder eine nichtpulsierende Pumpe (Zentrifugalpumpe, Walzenpumpe,
oder anderes) ohne irgendeinem Einström- oder Ausströmventil.
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Der Abschnitt, der das in die Nachladungs-Regelkammer 111 ausgestoßene Blut
zeitweise speichert, kann aus einem flexiblen anti-thrombogenen
Material, beispielsweise ausschließlich aus einem synthetischen
Material wie Polyurethan, segmentiertem Polyurethan, oder anderem,
hergestellt sein. Er kann ferner auch aus einem flexiblen Material
(Vinylchlorid, Polyurethan, oder anderes) hergestellt sein, dessen
Oberfläche
mit einer biologischen Substanz wie Heparin oder anderem behandelt
wurde.
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8 zeigt
eine vereinfachte Variation des Hilfsgerätes 110, das in 7 gezeigt ist, für eine ventrikulare
Hilfsvorrichtung. In diesem Beispiel ist eine Nachladungs-Regelkammer 111 nicht
mit einem Gehäuse 121 bedeckt
und ein Druckregelgerät 124 ist
auch nicht vorgesehen.
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Ein Verfahren zur Regelung des Drucks
der Nachladungs-Regelkammer 111 in dem Hilfsgerät 110,
das in den 7 und 8 gezeigt ist, für die ventrikulare
Hilfsvorrichtung ist dasselbe wie in der ersten Ausführungsform.
Deshalb wird dessen Beschreibung nicht wiederholt.
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(4) Vierte Ausführungsform
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Die vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
wird wie folgt beschrieben. Die vorliegende Ausführungsform entspricht der zweiten
Ausführungsform.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel
ist auf den Fall der Nachladungs-Regelkammer 111 mit dem
Gehäuse 121 anwendbar,
der in 7 gezeigt ist,
und auch auf den Fall der vereinfachten Variation, der in 8 gezeigt ist. Auf der Basis
des Beispiels, das in 7 gezeigt
ist, ist ein Beispiel für
die vorliegende Ausführungsform
in den 9 und 10 veranschaulicht. Die 9 und 10 zeigen ein bestimmtes Beispiel eines
Hilfsgerätes 140 für eine ventrikulare Hilfsvorrichtung
gemäß der vierten
Ausführungsform. In
der vierten Ausführungsform
ist, wie in den 9 und 10 gezeigt ist, eine Bypassleitung 116 parallel zum
Hilfsgerät 110 in
der dritten Ausführungsform vorgesehen.
Mit Ausnahme dieses Punktes ist die vorliegende Ausführungsform
im wesentlichen dieselbe wie die dritte Ausführungsform. Die Bypassleitung 116 ist
aus demselben anti-thrombogenen Material hergestellt, wie die Blutleitung 114 in
dem Hilfsgerät 110 für die ventrikulare
Hilfsvorrichtung gemäß der dritten
Ausführungsform.
Wenn wirksame kardiatische Kontraktionen beobachtet werden, wird
die Bypassleitung 116 geschlossen und die Route durch die Nachladungs-Regelkammer 111 wird
geöffnet (9). In diesem Fall ist das
Gerät funktionell äquivalent
zu dem Hilfsgerät 110 der
dritten Ausführungsform.
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Wenn keine wirksame kardiatische
Kontraktion stattfindet, ist die Route durch die Nachladungs-Regelkammer 111 geschlossen
und die Bypassleitung 116 ist geöffnet (10). In diesem Fall ist die vorliegende
Ausführungsform
funktionell äquivalent
zu dem Fall, in dem die konventionelle ventrikulare Hilfsvorrichtung 137 ausschließlich verwendet wird.
Das Blut in dem Ventrikel 35 wird nämlich ähnlich zu der konventionellen
ventrikularen Hilfsvorrichtung 137 durch die ventrikulare
Hilfsvorrichtung 137 angesaugt und in die Aorta gepumpt
(wenn das linke Herz unterstützt
wird), oder in die pulmonare Arterie (wenn das rechte Herz unterstützt wird).
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Es ist klar verständlich, daß die Ausführungsformen, die oben beschrieben
wurden, zur Illustration dienen und ausschließlich beispielhaft sind und
nicht begrenzend zu verstehen sind. Der Umfang der vorliegenden
Erfindung ist ausschließlich
durch die beigefügten
Ansprüche
begrenzt.