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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Apparat zur Unterstützung der
Kontraktionsfunktion des Herzens.
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Gegenstand
der vorliegenden Erfindung ist ein Apparat zur Behandlung von Herzinsuffizienz durch
ein System, das dem physiologischen System ähnelt und die Herzentleerung
verbessert, so dass die Kontraktilität und Distensionsparameter
anfängliche
reguliert und weiter kontrolliert werden können, und die Hohlraumfüll- und
Entleerungszeiten an die Mechanik der elektrischen Herzaktivität angepasst werden
und ein physiologischer Weg aufrechterhalten wird, weil der Apparat
das Herz selbst ähnlich
wie bei der systolischen Kontraktion der physiologischen Ventrikel- und Vorhofmuskulatur
in seiner Tätigkeit unterstützt.
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Der
erfindungsgemäße Apparat
gestattet die Verbesserung der Kontraktion der Herzhohlräume bei
globalen Dilatationen (im typischen Fall dilatierter Kardiomyopathie)
und der Kontraktion von segmentweisen Dilatationen. Ferner können auch
Asynergien, Dyssynergien, Aneurysmen und zonale Dilatationen bei
vielen Herzerkrankungen verhindert werden.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Herzinsuffizienz,
bei der das Herz nicht ausreichend in der Lage ist, seine Blutpumpenfunktion zu
erfüllen,
ist ein häufiger
Zustand, der mehrere Ursachen haben kann und dem mehrere Mechanismen zugrunde
liegen können.
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Sie
ist bei vielen Tausenden von Menschen Ursache von körperlicher
Behinderung, Funktionseinschränkungen
und Krankheitszuständen
und sie ist für
zahlreiche Todesfälle
verantwortlich.
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Es
gab viele Versuche, Herzinsuffizienz zu überwinden oder zu lindern und
in den letzten Jahren gab es erhebliche Fortschritte, weil die physiologischen
und pathologischen Mechanismen des Herzens und die Mechanismen der
anderen Organe und Systeme, die mit der Herzaktion in Zusammenhang stehen,
bestens bekannt sind und weil es Fortschritte in den diagnostischen
und therapeutischen Techniken mit ihren pharmakologischen, mechanischen und
elektrischen Merkmalen gibt.
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All
dies führte
zu einem bedeutenden Fortschritt in der Behandlung von Kardiopathien
und zu einer Verbesserung der Überlebensrate,
der Lebensqualität
und zur Linderung oder Beseitigung der Symptome und Komplikationen,
die bei kardiologischen Patienten auftreten können.
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Das
Gebiet, in dem Fortschritte erst noch erzielt werden müssen, ist
aber sehr groß.
Die Entstehung von Herzinsuffizienz wird durch Arzneimittel unterdrückt und
das letztendliche Herzversagen wird heute im Vergleich mit früher signifikant
hinausgezögert,
aber wir sind noch immer nicht in der Lage, es zu verhindern oder
dem Myokard die verlorene Kraft zurückzugeben, wenn es ein bestimmtes
Maß an
Dilatation und Abschwächung
seiner Kontraktionsfähigkeit
erreicht hat.
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In
den letzten Jahrzehnten wurden mehrere Herztransplantationseinheiten
entwickelt, um Patienten, deren Prognose ungünstig ist, weil die restlichen medizinischen
Möglichkeiten
ausgeschöpft
sind, ein Spenderherz zu geben, um die Weiterentwicklung zu einem
definitiven Versagen in einem geschwächten Herzen zu verhindern.
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Es
wurden auch Kunstherzen entwickelt, die im eigentlichen Apparat
ein Pumpsystem enthalten. Diese Kunstherzen besitzen aufgrund der
von ihnen hervorgerufenen Hämolyse
und anderen bedeutenden medizinischen Nachteilen und hohen Wirtschaftskosten
aber noch keine Lebensdauer und werden in vielen Fällen nur
vorübergehend
eingesetzt, während
der Patient auf eine Herztransplantation wartet.
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In
Revista Espanola de Cardiologia, Band 51, Seite 23–30, Juli
1998, ist ein Artikel von Dr. Francisco Torrent Guasp veröffentlicht,
in dem eine Halteprothese offenbart wird, die aus einem steifen
oder formbaren nicht-streckbaren Ring besteht, der in den beiden
basalen Dritteln des Ventrikels eine Haltefunktion ausübt und so
die Ventrikelmasse verengt. Diese Halteprothese würde eine
weitere Dilatation des Herzens einschränken, aber mit ihr könnte das diastolische
Volumen nicht reguliert werden und es wären auch keine weiteren Modifikationen
möglich, wie
auch die systolische Entleerung nicht verbessert werden könnte. Dieser
Artikel enthält
eine Beschreibung und eine Abbildung der Ventrikelmechanik, wobei
bei der Funktion vier Hauptbewegungen des Ventrikels unterschieden
werden: Verengung, Verkürzung,
Streckung und Vergrößerung (3,
Seite 522).
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Patent
US-A-5,383,840 offenbart eine biokompatible Vorrichtung zur Ventrikelunterstützung und
Kontrolle von Arrhythmien, die eine Kompressionsanordnung mit einem
Band, das um den Umfang des Herzens gewickelt wird, und ein Mittel
aufweist, mit dem das Band mehr oder weniger eng um die Außenwände der
Ventikelhohlräume
in vorbestimmten Zeiträumen
angepasst werden kann, damit ein Druck auf die Ventrikel ausgeübt wird,
der ungefähr
transversal zur Längsachse
verläuft,
mit einem anpassbaren Wert synchron mit den systolischen Zyklen
der Herzhöhlen, zusätzlich zur
Verengung/Verkürzung der
Höhlenwände, und
wobei dieses Mittel eine weitere Lockerung und Dilatation der Wände chronologisch
mit dem Herzzyklus gestattet.
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Das
Patent offenbart ausführlich
andere Systeme des Standes der Technik, die dasselbe Ziel verfolgen.
Dabei wird Patent US-A-4,304,225 erwähnt, das ebenfalls ein Druckband
offenbart.
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Andere
Dokumente des Standes der Technik, die den Gegenstand der vorliegenden
Erfindung betreffen, sind in Patent US-A-4,448,190 offenbart, das
eine mit einem Pumpmittel in Verbindung stehende Außenhülle zum
engen Anpassen oder Lockern um ein Organ, wie z.B. Aorta oder Ventrikel,
aufweist, während
eine Reihe von elektrischen Impulsen synchron gesendet werden. Eine
andere ähnliche
Vorrichtung ist in Patent US-A-5.131.905
offenbart.
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In
allen diesen Hintergrunddokumenten erfolgt eine Kreuzaktion auf
die Ventrikel wie bei der Durchführung
einer Herzmassage, die zwar wirksam ist, aber vom Verhalten der
systolischen Kontraktion der Ventrikelmuskulatur gemäß der Herzphysiologie, die
das Blut von der Spitze zum Boden der Ventrikel drückt, abweicht.
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Andererseits
sieht keines der erwähnten
Hintergrunddokumente ein Mittel zur Verabreichung einer Kontraktionsbehandlung ähnlich den
Vorhöfen und
zur gleichzeitigen und separaten Behandlung von Vorhof und Ventrikel
vor.
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BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Im
Gegensatz zu den oben erwähnte
Hintergrunddokumenten schlägt
die Erfindung einen Apparat zur Unterstützung der physiologischen systolischen
und diastolischen Dynamik der Herzhohlräume, den wir ESPS (elektrosynchrones
Drucksystem) nennen, zur Unterstützung
der Kontraktionsfunktion des Herzens vor.
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Der
Apparat umfasst eine als Sitz fungierende stabile Struktur oder
Außenhülle mit
einer der den sie umgebenden/einhüllenden Herzkammern ähnlichen
Kontur, d.h. ungefähr
kegelförmig,
deren Öffnung
einen ersten steifen Ring aufweist, der ebenso wie eine Stelle der
Struktur distal vom Ring und an dem der Herzscheitelpunkt angebracht
ist, am Körperskelett
(Rippen) des Patienten befestigt werden soll, beispielsweise mit
flexiblen Spannungsgliedern oder halbsteifen Elementen einer geeigneten
Textur, die seine relative Arretierung garantieren.
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Es
gibt einen zweiten Ring mit einem geringfügig kleineren Durchmesser,
der mit dem ersten steifen Ring verbunden ist, mit der Möglichkeit
einer drehenden Gleitbewegung unter Führung auf dem ersten Ring und
einer dazu konzentrischen Bewegung und mit einem gezahnten Element
mit einem peripheren Zahnprofil der Außenwand des Innenrings, so dass
bei Aktivierung des Motors der Innenring drehend und gleitend auf
dem fest stehenden Außenring bewegt
wird.
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Eine
ungefähr
kegelförmige
Tasche aus biegsamem Gewebe ähnlich
wie die Herzkammerkontur ist über
die Öffnung
mit dem oben beschriebenen drehenden Innenring verbunden, und der
Scheitelpunkt ist im Innern mit der Stelle der steifen Außenhülle verbunden.
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Durch
diese Anordnung bleibt die flexible Innentasche mit dem die Ventrikel
umgebenden Perikard in Kontakt mit dem Herz darin, wobei sie wiederum
von der mit dem Außenring
einstücken
steifen Struktur umgeben ist.
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Das
Verhalten des vorgeschlagenen Apparats entspricht somit der Herzphysiologie
der systolischen Kontraktion der Ventrikelmuskulatur, so dass eine
Entleerung oberhalb der Aorten- und Pulmonalklappen erfolgt, die
besonders wirksam für
die systolische Entleerung ist, weil die Entleerungsrichtung die gleiche
ist wie die des Myokards bei der Systole.
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Struktur,
Oberfläche
und Verteilung der Taschenfasern werden so gewählt, dass verschiedene Drücke auf
den oder anderen Ventrikel aufgebracht werden können.
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Der
Apparat enthält
ferner: Steuermittel zur Teleüberwachung
der beim Pumpen durchgeführten Drehbewegungen
in einer oder anderen Richtung des Innenrings synchron mit der physiologischen
Dynamik, umfassend:
- – ein Antriebssystem
- – eine
Batterie oder Stromzufuhr für
das Antriebssystem;
- – ein
Reguliersystem; und
Mittel zur Befestigung des Außenrings
und der distal dazu gelegenen Stelle der steifen Struktur auf dem Thorax,
damit die Struktur so um das Herz angeordnet ist, dass sie nicht
entfernt werden kann.
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Nach
einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung enthält
der Apparat eine Kappe, die auf die Vorhöfe aufgesetzt wird und sich
an deren Kontur anpasst, und die Einschnitte der Hohl- und Lungenvenen,
die darin einmünden,
berücksichtigt.
An diese Kappe schließen
sich Spannungselement an, die einen Sektor mit Zahnprofil aufweisen
und auf kontrollierte Weise zum Antrieb von Zahnrädern auf
der Außenseite
der stabilen/steifen Struktur, die die Ventrikel umgibt, oder im
Außenring
ausgelegt sind.
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Die
Anatomie der Vorhöfe
und ihre topographische Beziehung zu den großen Gefäßen gestattet keine problemlose
enge Anpassung mit einer Tasche oder Hülle ähnlich wie die für die Ventrikel
vorgeschlagene, so dass das Vorhofsystem aus einer sie umgebenden
Kappe besteht.
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Diese
Kappe muss so geformt sein, dass sie an die Außenfläche der Vorhöfe angepasst
werden kann, wobei sie geeignete Einschnitte in den an die Gefäße angrenzenden
Bereichen aufweist, damit diese bei Konstriktion der Vorhöfe nicht
zusammengepresst werden.
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Diese
Kappe kann verengt sein und in kraniokaudaler Richtung mittels Spannungselementen
mit Zahnprofil zum Antreiben von Zahlrädern, die auf der Außenhülle oder
dem Außenring
des Apparats sitzen, nach unten führen.
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Durch
die Drehung der Räder
bewegt sich die Vorhofkappe an den Ventrikeln nach unten und komprimiert
die Vorhöfe,
so dass sie gezwungen sind sich zu entleeren und die Leerung der
Vorhöfe
durch Mitral- und Trikuspid-Klappen wird provoziert, oder sie bewegt
sich nach oben und entfernt die Kompressionskraft, so dass die Diastole
der Vorhöfe
möglich ist.
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Wenn
das System nur ein Vorhofsystem ist, hüllt eine Schutzhülle die
Ventrikel ein mit dem Ziel, die durch die Spannungselemente erzeugte
Reibung zu verhindern und eine Unterstützung für das Antriebssystem zu bieten.
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Wenn
es ein doppeltes System ist, d.h. für Vorhöfe und Ventrikel, sitzen die
Spannungselemente des Vorhofmoduls und sein Schließmechanismus in
Bezug auf das Ventrikelmodul äußere stabile Struktur)
außen,
um ebenfalls zu verhindern, dass die Bewegung die Herzoberfläche verletzt.
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Der
Apparat kann so angeordnet werden, dass er nur den Ventrikelteil
umgibt, wobei nur die ventrikuläre
Diastole und Systole kontrolliert wird.
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Er
kann auch um die Vorhöfe
angeordnet werden, wo er die Diastole und Systole der Vorhöfe kontrolliert.
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Wenn
gewünscht
können
beide Systeme aufeinander abgestimmt werden, aber es muss ganz deutlich
sein, dass die Hüllteile
für eine
oder andere Hohlräume
spezifisch sind, wobei das Vorhofsystem, die Vorhofdiastole, die
Ventrikelsystole und die Ventrikeldiastole in diesem Fall in einer
identischen Reihenfolge wie im physiologischen Herzzyklus gesteuert
werden.
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Ein
bedeutender Vorteil des vorgeschlagenen Apparats ist seine Platzierung
auf der Außenfläche des
Herzens. Somit kommt er nicht mit dem Blut im Hohlraum in Berührung und
kann so nicht die Blutzellen beschädigen, wie die bei den derzeitigen Kunstherzen
wie oben erwähnt
der Fall ist und im Gegensatz zu den Alternativsystemen zur Herzunterstützung, die
in den erwähnten
Patenten offenbart werden, löst
er eine physiologische Wirkung aus und ermöglicht die Applikation auf
die Vorhöfe,
unabhängig
von oder in Kombination mit der Ventrikelbehandlung.
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Bedienungsmechanismen:
A) Ventrikelmodus
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Gleichzeitig
mit der Ventrikelsystole dreht sich der Innenring am Boden der flexiblen
Tasche um seine Spitze, angetrieben vom Antriebssystem. Da die Spitze
des Innenkegels an der Außenstruktur
befestigt bleibt und sich deshalb nicht bewegen kann wenn sich der
Boden dreht, werden die Wände
eingezwängt
und zwingen die darin enthaltenen Ventrikel sich zu entleeren genau
wie bei der physiologischen Entleerung des Herzens. Das darin enthaltene Blut
wird zum Boden des Kegels hin entleert, d.h. der Stelle, an dem
sich die Sigmoid-Klappen
(Aorten- und Lungenklappe) befinden, und fließt zu den großen Gefäßen (Aorta
und Lungenarterie).
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Je
mehr sich der Innenring dreht umso stärker wird der Kegel verengt
und desto niedriger ist das enthaltene Volumen und desto größer ist
die bei der Systole der Ventrikel zu den großen Gefäßen ausgestoßene Blutmenge,
d.h. desto stärker
wird die sogenannte „Ventrikelauswurffraktion" erhöht.
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Die
gewünschte
Zeit für
jeden Konstriktionszeitraum zum Erreichen einer geeigneten Entleerung wird
fallweise bestimmt.
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Am
Ende der systolischen Periode müssen sich
die Ventrikel entspannen, damit sie sich in der Diastole füllen können.
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Bei
einer Drehung in der zur oben erwähnten entgegengesetzten Richtung
nimmt die die Ventrikel einhüllende
flexible Stofftasche wieder ihre frühere Gestalt und Kapazität an, die
größer ist,
wenn der Ring bei der Rückkehr
stärker
um sie dreht, so dass die darin enthaltenden Ventrikel in der Diastole
entspannen und mit dem Blut von den Vorhöfen gefüllt werden.
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Zum
geplanten Moment dreht sich der Ring in der der vorherigen entgegengesetzten
Richtung und das gewünschte
diastolische Volumen wird erreicht. Wenn gewünscht ist, wieder das maximal mögliche diastolische
Volumen zu erhalten, ist die Rückkehr
vollständig
bis zu der Stelle, an der der Innenkegel sein maximales Volumen
besitzt.
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Wenn
bei einem Patienten gewünscht
wird, dass das diastolische Füllen
verringt wird, wird die Rückkehr
angepasst, so dass der Innenring sich weniger stark dreht und so
eine übermäßige Diastolenfüllung vermieden
wird.
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Die
Möglichkeit
zur Anpassung des Ausmaßes
der Ringrückkehr
zu seiner primären
Position ermöglicht
auch die Feststellung der maximalen zulässigen Ventrikelentspannung
und somit der Anpassung des diastolischen Volumens.
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Dadurch
kann die übermäßige Herzdistension
zusätzlich
verringert oder verhindert werden, d.h. die diastolische Stauung,
was ein sehr wichtiger Faktor bei Herzinsuffizienz ist, wenn die
Ventrikel ein kritische Dilatationsmaß überschritten haben.
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Die
gewünschte
Zeit für
jeden Entspannungszeitraum wird jeweils so gewählt, dass eine ausreichende
Füllung
erzielt wird.
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Die
Möglichkeit
der Anpassung der Drehung in der einen oder anderen Richtung ermöglicht somit die
Regulierung des systolischen Volumens und des diastolischen Volumens
und somit die Bekämpfung der
beiden Hauptkomponenten von Herzinsuffizienz: unzureichende Kontraktilität und übermäßige Dilatation.
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B) Vorhofmodus
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In
vielen Fällen
leiden die Patienten an Vorhofflimmern. Bis jetzt bestehen die einzelnen
medizinischen Maßnahmen
für diese
Situation aus den folgenden:
- 1) Versuch, den
Sinusrhythmus mithilfe von Arzneimittel oder elektrischer Kardioversion
wieder herzustellen
- 2) Kontrolle der Ventrikelfrequenz bei permanentem Flimmern
mit Arzneimitteln
- 3) Manchmal Ablation des atrioventrikulären Gangs, wenn sich die Ventrikelantwort
nicht steuern lässt.
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In
anderen Fällen
bestehen Vorhofdilatationen, obwohl der Patient im Sinusrhythmus
ist, die von einer mechanischen Unterstützung beim Entleeren profitieren
würden.
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Mit
dem von uns vorgeschlagenen System kann versucht werden, die Vorhöfe wie bei
der Vorhofsystem zusammenzudrücken,
was im Herzzyklus mit dem letzten Teil der Ventrikeldiastole zusammenfällt.
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Dies
hat drei bedeutende Vorteile:
- 1) der prozentuale
Anteil, in dem die Vorhofkontraktion zur Herztätigkeit beiträgt, wird
ausgenutzt
- 2) Dilatation der Vorhöfe
wird verhindert
- 3) Da die Entleerung bleibt, wird verhindert, dass sich Gerinnsel
formen, die zu Lungenembolien oder systemischen Embolien führen können.
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Wenn
der Patient von selbst einen Sinusrhythmus hat und die Vorhofsystole
unterstützt
werden soll, wenn die P-Welle des Elektrokardiogramms erscheint,
wird ein Zahnrad gedreht, das die die Vorhöfe umgebende Kappe nach unten
ziehen muss.
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Diese
Drehung kann in der Kappe eine Verschiebung parallel zur größeren Herzachse
erzeugen, so dass nur eine Bewegung nach unten stattfindet. Wenn
gewünscht,
können
aber die Spannungselemente, die diese Kappe festhalten, mit einer
festgelegten Neigung auf der größeren Achse
versehen werden, und bei Drehung des Zahnrads würde eine gewisse Verdrehung
stattfinden, wobei aber stets darauf geachtet wird, dass die Verdrehung
nicht so stark ist, dass die großen Venenzugänge der
Vorhöfe erdrückt werden.
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Implantation
und Befestigung
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Zunächst und
solange die technische Systementwicklung kein anderes Verfahren
zulässt,
erfolgt die Platzierung mit einem chirurgischen Eingriff mit Thorakotomie.
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Der
das Herz umhüllende
Apparat wird außerhalb
des Perikards angeordnet. Wenn man berücksichtigt, dass die Fragilität des Herzens
und des es umgebenden anatomischen Gewebes (Lungen, große Gefäße und alle
mediastinalen Strukturen) verhindert, dass sie chirurgisch darauf
befestigt werden, müssen
sie an benachbarten Strukturen befestigt werden, die stärker sind
und deren Anatomie und Funktion durch die Bewegung des Apparats
nicht beschädigt
werden. Wie bereits erwähnt
sind der Außenring
und die Außenhüllenstelle
an den Rippen fixiert, damit sich der Apparat nicht drehen oder
verschieben kann und damit gleichzeitig Stabilität und Unterstützung des
Systembetriebs erreicht werden.
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Bei
der chirurgischen Implantation wird das andere Ende jedes Spannungselements
aus flexiblen Material eine Rippe umgebend an dem am besten geeigneten
Punkt in der Nähte
fixiert, so dass es keine Nerven- oder Gefäßstrukturen verletzt.
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Zweckmäßig befestigen
mehrere Spannungselement den Außenring
des Apparats und ein oder mehrere fixieren die distale Spitze.
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Die
Anzahl Spannungselemente reicht aus, damit der Apparat fest an der
Brust befestigt werden kann. Ihre Breite ist zweckmäßig so,
dass die Bewegung nicht die Rippen beschädigt, an denen sie befestigt
sind. Die Länge
hängt von
den Größen des Apparats
ab und bei der Operation entscheidet der Chirurg, über welche
Länge jedes
Spannungselement um sich selbst umgebogen werden muss und mit Nähten befestigt
werden muss, damit es ausreichend Stabilität ohne Verzerrung der Anatomie
in der Region durch ungeeignete Winkel bietet. Als Alternative zu
den Spannungselementen können
auch ein oder mehrere halbsteife Elemente mit geeignetem Profil
verwendet werden.
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Damit
das Herz im Apparat befestigt bleibt, können den Spannungselementen ähnliche
Gürtel mit
einem ähnlichen
System wie die Träger
einer Hose über
das Herz gelegt werden, so dass es umhüllt bleibt und mit einem Schließsystem,
das mit chirurgischen Nähten
oder anderweitig am Apparat selbst befestigt werden kann, damit
der Apparat nicht verschoben wird oder das Herz herausrutscht.
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Das
System hat den Vorteil, dass der Apparat später leicht entfernt werden
kann, wenn der gleiche Patient einer Herzoperation unterzogen werden muss,
beispielsweise um eine aortokoronare Bypassoperation durchzuführen oder
für den
möglichen Fall,
dass es die Umstände
erforderlich machen, den Apparat zu ersetzen.
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Stromzufuhr
und Leitungssystem
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Das
ideale Stromzufuhrsystem ist eine Generator mit großer Kapazität vom Batterie-Typ,
der in den Körper
des Patienten implantiert werden kann und periodisch erneuerbar
ist, wie dies heute bei Herzschrittmacher-Generatoren der Fall ist.
Dies hat den Vorteil, dass man nicht auf eine externe Stromversorgung
angewiesen ist, die eine Verbindung zwischen der Außenseite
und dem Körperinneren
erfordert.
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Wenn
die Stromerfordernisse prinzipiell nicht gestatten, dass die Batterie
im Inneren liegt, kann ein transthorakales Kabel den Motor des Apparats
mit der Stromzufuhr verbinden, bei der es sich um externe Batterien
handeln kann, die der Patient in einem Rucksack trägt, wie
dies zurzeit bei einem Kunstherzen der Fall ist.
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Chronologische
Regulierung in Bezug auf den elektrischen Zyklus des Steuersystems
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Ein
elektronischer Generator ähnlich
einem Herzschrittmacher, der bei derselben Operation in den Körper des
Patienten implantiert wird, sendet an das Antriebssystem die Impulse
zum Starten von Kontraktion und Distension.
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Außerdem wird
bestimmt:
- a) der Moment des Beginns der Kontraktion
- b) die Dauer der Kontraktion
- c) Umfang, Geschwindigkeit und Dauer der Drehung des Rings zur
Kontraktion
- d) Der Moment, an dem die Distension beginnt
- e) Die Dauer der Distension
- f) Umfang, Geschwindigkeit und Dauer der Drehung des Rings zur
Distension.
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Zur
Aufrechterhaltung einer geeigneten Sequenz bei der Kontraktion der
Herzhohlräume
und der physiologischen Perioden von Füllen und Leeren, muss die mechanische
Aktivität
an die elektrischen Aktivitäten
des Herzens angepasst werden, wobei die Perioden der isovolumetrischen
Kontraktion, Entleerung, isovolumetrischen Entspannung und Füllung beachtet
werden.
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Ein
Sensor ähnlich
dem Kabel eine Herzschrittmachers weist den Beginn des QRS Ventrikelkomplexes
des Elektrokardiogramms nach, damit wie bei der physiologischen
Ventrikelsystole, er den Beginn der Konstriktion bestimmt und die
systolische Entleerung des Ventrikels unterstützt, wenn das Ventrikelmodul
starten soll.
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Dieser
Sensor oder ein ähnlicher
Sensor muss die P-Welle des Elektrokardiogramms bei Verwendung des
Vorhofmoduls nachweisen.
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Wenn
die Ventrikel durch einen Herzschrittmacher stimuliert werden, ist
die Ventrikelspitze der Auslöser
für den
Beginn der Drehung für
die Ventrikelsystole.
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Wenn
der Vorhofmodus gewählt
ist und der Patient nicht selbst Vorhofrhythmus mit nachweisbarer
P-Welle hat, wird ein Herzschrittmacher im Vorhof- oder Bikamera-Modus
benötigt,
der den Vorhofmodus aus der Spitze des Vorhofkabels erweckt.
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Regulierung
bei weiteren Kontrollen
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Wie
dies bei einem Herzschrittmacher der Fall ist, können diese Parameter von außen beliebig of gesteuert
und angepasst werden, um bei jedem Patienten optimale Leistung zu
erhalten.
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Klinische
und radiologische Kontrollen und genauer echokardiographische Kontrollen
zeigen den Zustand jedes Patienten und die jeweils durchzuführenden
Anpassungen.
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Antriebsmechanismus
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Ein
verstellbarer Rotor ist das Antriebsglied für das Ventrikelkontraktionssystem.
Der mit der Batterie und dem Regulierungssystem verbundene Rotor
sorgt dafür,
dass sich der Innenring bei der Systole in dem gewünschten
Umfang dreht, damit der gewünschte
systolische Ausdruck erzielt wird und die Entleerung der Ventrikel
unterstützt
wird.
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Durch
Drehung dieses Rotors in entgegengesetzte Richtungen erhöhte der
durch die Innentasche eingeschränkte
Kegel seine Kapazität
in der Diastole, damit die Ventrikel in der geplanten Menge zur
Erzielung der optimalen hämodynamischen
Leistung gefüllt
werden können.
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Der
Motor kann am Außenring
des Apparats befestigt werden, so dass er relativ zum Herzen stabil bleibt.
Die beste Stelle auf diesem Ring oder dieser Hülle hängt von den besetzten Räumen ab,
wobei versucht werden muss, dass seine Opazität nicht spätere echokardiographische Kontrolluntersuchungen,
die zur Verlaufskontrolle des Patienten nötig werden, oder die Eignung
der Betriebsparameter des Apparats beeinträchtigt.
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Da
die Außenhülle (Außenring
und distaler Punkt der Hülle)
mithilfe der oben erwähnten
Spannungselemente im Befestigungssystem auf der Brust fixiert wurde,
bleiben der Apparat und der Motor somit auf dem Thorax stabil und
umhüllen
auf geeignete Weise das Herz.
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Sie
können
so angeordnet werden, dass sie nur den Ventrikelteil umhüllen, damit
nur die Ventrikelsystole und -diastole gesteuert werden.
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Ferner
kann eine Kappe um die Vorhöfe
gelegt werden, die die Systole und Diastole der Vorhöfe steuert.
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Wenn
gewünscht
können
die Systeme aufeinander abgestimmt werden, so dass die Mechanismen
von Vorhofsystole, Vorhofdiastole, Ventrikelsystole und Ventrikelsystole
synchronisiert und in identischer Reihenfolge wie der physiologische
Herzzyklus reguliert werden.
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Der
erfindungsgemäße Apparat
wird nachstehend anhand der in den beiliegenden Zeichnungen gezeigten
Ausführungsbeispiele,
die nur der Veranschaulichung dienen und den Umfang der Erfindung
nicht einschränken
sollen, erläutert.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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In
den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
Querschnittsansicht des Herzens, die schematisch die Anordnung von
zwei es umgebenden Ringen und die Spannungselemente oder Befestigungsbänder des
Außenrings,
fixiert auf den Rippen des Patienten zeigt;
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2 einen
Längsschnitt
durch das Herz, der die Anordnung der den Apparat bildenden Teile und
insbesondere der äußeren Hüllstruktur
und der inneren flexiblen Stofftasche sowie die Motoranordnung auf
dem Innenring zeigt;
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3 eine
Ansicht eines Details in vergrößertem Maßstab der
Kupplung zwischen dem Antriebsgetriebe und einem peripheren gezahnten
Abschnitt auf der Außenseite
des Innenrings;
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4 eine
Ansicht entsprechend der in 2, aber
mit flexibler verdrehter Innentasche, so dass sie die Ventrikel
zusammendrückt,
entsprechend der maximalen Drehung des Innenrings in dieser Richtung;
wobei die Drehung in der entgegengesetzten Richtung die Tasche wieder
in die Situation in 2 zurückbringt und die Ventrikel
sich entspannen; und
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5 eine
Außenansicht
des Herzens mit einer auf den Vorhofteil oder den Ventrikel- und
Vorhofteil angelegten Ausführungsform
des Apparats; und
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6 perspektivisch
die helikoide Verteilung der ventrikulären Myokardfasern gemäß einer
Illustration wie in Cardiac Anatomy von Robert H. Anderson und Anton
E. Becker GowerMedical Publishing, London, 1980, gezeigt.
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DETAILLIERTER
ERLÄUTERUNG
EINIGER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Gemäß diesen
Figuren umfasst der erfindungsgemäße Apparat zur Unterstützung der
physiologischen systolischen und diastolischen Dynamik der Herzhohlräume:
eine
als Sitz fungierende Außenhülle (12)
mit einer der den sie umgebenden Herzkammern (11, 11a) ähnlichen
Kontur, deren Öffnung
einen ersten steifen Ring (13) aufweist, der ebenso wie
eine Stelle der Außenhülle (12),
an dem der Herzscheitelpunkt (10) am entfernten des ersten
steifen Rings (13) angebracht ist, am Körperskelett des Patienten befestigt werden
soll;
einen zweiten steifen Ring (18) mit einem geringfügig kleineren
Durchmesser, der mit dem ihn umgebenden ersten steifen Ring (13)
verbunden ist, mit der Möglichkeit
einerdrehenden Gleitbewegung unter Führung auf dem ersten Ring (13)
und einer dazu konzentrischen Bewegung;
eine Tasche (19)
aus biegsamem Gewebe ähnlich wie
die Herzkammerkontur, die über
eine Öffnung (19a)
mit dem zweiten steifen Ring (18) verbunden ist, wobei
der Scheitelpunkt (19b) bzw. der Taschenboden (19)
im Innern mit der Stelle (14) der Außenhülle (12) verbunden
ist;
Mittel zur Durchführung
von Drehungen am zweiten steifen Ring (18) zu vorgegebenen
Zeiten nach rechts und links mit einstellbarer Amplitude synchron mit
den systolischen und diastolischen Takten der Herzkammern (11, 11a),
wodurch eine Verziehung der Tasche (19) erfolgt, durch
die die darin befindlichen Herzkammern (11, 11a)
zusammengedrückt werden,
wodurch das systolische Leeren und danach bei Drehen des Rings (18)
in der entgegengesetzten Richtung eine Entspannung hervorgerufen
wird, durch die das diastolische Füllen ermöglicht wird; sowie Steuermittel
zur Teleüberwachung
der beim Pumpen durchgeführten
Drehbewegungen synchron mit der physiologischen Dynamik.
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Die
Außenhülle (12)
nimmt eine in etwas konische Konfiguration an und ist vorteilhaft
steif und die Tasche (19) ist konisch/trichterförmig.
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Das
Mittel zur Rechts- und Linksdrehung des zweiten steifen Rings (18)
umfasst, wie in 2 und besonders in der Vergrößerung von 3 zu
sehen ist, ein Antriebsglied (27), dessen Betrieb eine
abwechselnde Aufeinanderfolge von spiralförmigen Verziehungen und Expansionen
der die Ventrikelwände
umgebenden flexiblen Tasche (19) bestimmt, weil sie mit ihrer
Spitze (19b) oder dem Boden am Punkt (14) der
steifen Außenhülle (12)
befestigt ist.
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Wie
in 3 erläutert
ist das Antriebsglied (27) über eine Stütze (28) am ersten
Außenring
(13) befestigt und sein Schaft besitzt einen Zapfen (29), der
in ein peripheres Zahnprofil (30) auf der Außenwand
des zweiten Innenrings (18) eingreift, damit der Ring (18)
bei Aktivierung des Motors (27) drehend verschoben und
durch eine Führungskonfiguration auf
dem Ring (13), die fixiert bleibt, gleitend bewegt wird.
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Diese
Führungskonfiguration
wird im in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel
durch einen Vorsprung (32) gebildet, der aus einem Rand
des Außenrings
(13) vorsteht, wobei der Vorsprung (32) so angeordnet
ist, dass er in eine von den Wänden
(31) begrenzte Kerbe des Rings (18) eingreift.
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Nach
einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform
wie in 5 gezeigt umfasst der Apparat eine spezielle Außenhülle, die
durch Anordnung (12, 19) festgelegt ist und an
die Ventrikel (11, 11a) angelegt werden soll,
und eine Außenhülle, die an
die bei Bedarf an die Vorhöfe
(21, 21a) angelegt werden kann, damit der Apparat
einfach nur für
die Ventrikel, nur für
die Vorhöfe
oder sowohl für
die Ventrikel als auch für
die Vorhöfe
verwendet werden kann.
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Die
an die Vorhöfe
(21, 21a) angelegte Außenhülle umfasst wie in 5 zu
sehen ist ein an ihre Kontur angepasstes kappenartiges Element (20), das
die Einschnitte (22) der Hohl- und Lungenvenen (23),
die darin einmünden,
berücksichtigt,
und ein Mittel zum Zusammendrücken
der Kappe (20) und Abwärtsführen an
den Ventrikeln (11, 11a) ungefähr in kraniokaudaler Richtung
zu den Ventrikeln und anschließend
zur Freigabe, so dass sich die Vorhofhohlräume erholen bzw. entspannen
können
(21, 21a).
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Das
Mittel zum Zusammendrücken
der Kappe (20) und zum anschließenden Freigeben der Kappe
umfasst Spannungselemente (24) mit Zahnprofil (24a)
zum Antreiben von Zahnrädern
(25), die von einem Motor (26) mit Stützen (28)
auf der Außenhülle (12)
des Apparats angetrieben werden, wobei die Drehung der von dem Motor
(26) angetriebenen Räder
(25) die Vorhofkappe (20) zu den Ventrikeln (11, 11a)
bringt und die Vorhöfe
(21, 21a) zusammendrückt, so dass sie gezwungen
sind, sich zu entleeren, und die Leeren der Vorhöfe durch die Mitral- und Triskuspid-Klappen
provoziert wird, oder sie nach oben geführt und dekomprimiert werden,
damit die Vorhofdiastole erfolgen kann.
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Obwohl
dies in den Zeichnungen nicht gezeigt ist, wenn das System nur ein
Vorhofsystem ist, hüllt
eine Schutzhülle
die Wände
der Ventrikel (11, 11a) ein, um die durch die
Spannungselemente (24) erzeugte Reibung zu verhindern und
das Antriebssystem zu stützen,
wobei die Kappe (20) durch die Spannungselemente (24)
mit mehreren Punkten der Peripherie in Verbindung gebracht wird.
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Wie
bereits erwähnt
werden der erste steife Außenring
(13) der Anordnung und der Punkt (14) der distal
davon gelegenen steifen Außenhülle (12) am
Körperskelett
des Patienten und insbesondere auf der Brust befestigt, so dass
die Außenhülle (12) um
das Herz (10) angeordnet wird, damit sie nicht entfernt
werden kann.
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Zu
diesem Zweck wurden Spannungselemente (15, 16)
oder halbsteife Elemente bereitgestellt, die den ersten Ring (13)
und den Punkt (14) der Außenhülle (12) mit den Rippen
(17) in Verbindung bringen und die erforderliche Kontur
annehmen, und die sich selbst an die Anatomie der Region anpassenden
Elemente laufen durch die geeigneten Zwischenräume, um ohne Beschädigung oder
Komprimierung organischer Strukturen in mindestens drei verschiedenen
Bereichen an den Rippen (17) befestigt zu werden.
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Obwohl
sie in den Zeichnungen nicht ausführlich beschrieben sind Bänder oder
Streifen vorgesehen, die das Herz (10) umgeben und sich über die
steife Außenhülle (12)
verbreiten und sie in einer betriebsfähigen Position halten und durch
die Verbindung der Bänder
oder mit dem äußeren Teil
der steifen Außenhülle (12)
durch Nähen
oder ein anderes Fixiermittel fixiert werden.
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Im
Fall eines gemischten Ventrikel- und Vorhofsystems erstreckt sich
das Befestigungsmittel der Außenhülle oder
Kappe (20) der Vorhöfe
(21, 21a) auf die Außenhülle (12) der Ventrikel
(11, 11a).
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Das
Steuermittel zum Antreiben des Apparats umfasst einen kleinen elektronischen
Generator mit Impulstransmitter vom Herzschrittmachertyp, der so
programmierbar ist, das zwei Arten von differenzierten Impulsen
erzeugt werden, wobei die Antriebsglieder (26, 27)
ein kleiner kompakter Impulsmotor mit einem elektronischen Betriebskreislauf
sind, so dass er je nach Art des empfangenen Impulses den Motorschaft
(26, 27) in der einen oder anderen Richtung dreht.
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Die
Stromversorgung des Antriebsglieds (26, 27) ist
eine Batterie mit großer
Kapazität
und langer Lebensdauer, die in den Körper des Patienten implantiert
werden kann oder sie erfolgt von der Außenseite über ein transthorakales Kabel,
das einen Motor (26, 27) und einen Betriebskreislauf
mit einem externen Generator und einer Stromversorgung wie z.B. externen
Batterien, die der Patient in einem Rucksack trägt, verbindet.
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Steuermittel
zum Antreiben des Apparats umfassen einen kleinen elektronischen
Generator mit einem Impulsüberträger, wie
z.B. einem Schrittmacher, der geplant werden kann und vorzugsweise in
der Lage ist, mindestens zwei Arten von differenzierten Impulsen
zu erzeugen, und der bei der gleichen Operation in den Körper des
Patienten implantiert wird. Er ist dann derjenige, der die Impulse
zum Starten von Kontraktion und Distension an das Antriebssystem
sendet (ein Impulsmotor mit einem elektronischen Betriebskreislauf
für eine
Drehung in die eine oder andere Richtung).
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Von
diesem elektronischen Generator werden darüber hinaus die folgenden Parameter
bestimmt:
- A) der Moment des Beginns der Kontraktion
- B) die Dauer der Kontraktion
- C) die Intensität
der Kontraktion, d.h. der Grad des Zusammendrückens der durch das Ausmaß des Ringdrehung
bestimmt wird;
- D) Geschwindigkeit der Kontraktion
- E) Der Moment, an dem die Distension beginnt
- F) Die Dauer der Distension
- G) Umfang der Distension, d.h. maximale diastolische Volumen,
das ebenfalls durch das Ausmaß der
Ringdrehung bestimmt wird;
- H) Geschwindigkeit der Distension.
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Ähnlich wie
bei den Herzschrittmachern können
diese Parameter von außen
beliebig oft gesteuert und angepasst werden, um eine optimale Leistung
für jeden
Patienten zu erreichen.
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Stimulationswege:
-
Zunächst gibt
es mehrere mögliche
Situationen zur Stimulierung von Vorhöfen, Ventrikeln oder allen
zusammen je nach verwendetem Unterstützungsmodell und nach Grundrhythmus
des Patienten und ob er einen Herzschrittmacher trägt oder
nicht.
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1) Patient in Sinusrhythmus
mit Vorhofunterstützungsmodel:
-
Die
spontane elektrische Aktivität
der Vorhöfe
entsprechend der EKG-P-Welle bestimmt den Beginn der Kontraktion
des Vorhofmoduls, um die aktive Entleerung der Vorhöfe im Endstadium
der Ventrikeldiastole zu erreichen.
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2) Patient in Sinusrhythmus
mit Ventrikunterstützungsmodul:
-
Die
elektrische Aktivität
der Ventrikel entsprechend dem QRS-Komplex des EKGs bestimmt den
Beginn der Kontraktion des Ventrikelmoduls, um die systolische Entleerung
der Ventrikel zu erreichen.
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Es
muss berücksichtigt
werden, dass der physiologische Presphygmo-Zeitraum (auch Zeitraum
der isovolumetrischen Kontraktion genannt), der im Allgemeinen zwischen
dem Auftreten der elektrischen Aktivität und dem Beginn der Ventrikelmodul-Verkürzung aufrechterhalten
wird, berücksichtigt wird.
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Erste
und weitere Regulierungen je nach Situation des Patienten bestimmen,
wie lange dieser Zeitraum in jedem Einzelfall sein soll.
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3) Patient in Sinusrhythmus
mit atrioventrikulärem Modul:
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Beide
Systeme werden aufeinander abgestimmt und regulieren die Vorhöfe mit ihrer
elektrischen Aktivität
(entsprechend der P-Welle) und die Ventrikel mit ihrer (entsprechend
dem QRS-Komplex).
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4) Patient mit Vorhofflimmern
und nur Vorhofmodul:
-
Es
besteht die Möglichkeit,
dass der Patient keine nachweisbare elektrische Aktivität in form
der P-Welle hat.
Die typische und häufigere
Situation ist Vorhofflimmern. Wenn in diesem Fall beschlossen wird,
das Vorhofmodul zu verwenden, sieht die Lösung einen Vorhofschrittmacher
vor, der nicht nur in jedem gewünschten
Zeitraum einen Stimulus erzeugt sondern auch die Kontraktion des
Vorhofmoduls von außen
auslöst.
Damit kann ein willkürlicher
Rhythmus erzielt werden und die Vorhöfe kontrahieren, so dass die
drei schädlichen
Faktoren des Vorhofflimmerns gelöst
sind:
- a) Verlust der Rhythmizität
- b) Verlust der Vorhofkontraktilität
- c) Dilatation der Vorhöfe
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5) Patient mit Flimmern
oder Vorhofflattern und nur Ventrikelmodul:
-
Die
Regulierung erfolgt auf dieselbe Weise wie bei einem Patienten in
Sinusrhythmus aus einem elektrischen Signal der Ventrikel entsprechend
dem QRS-Komplex.
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6) Patient mit Vorhofflimmern
mit atrioventrikulärem Modul:
-
Wie
im Fall des Vorhofflimmerns und nur Vorhofflimmern muss ein Herzschrittmacher
die Vorhofimpulse erzeugen, aus denen die Kontraktion des Vorhofmoduls
beginnt.
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Nach
einigen Millisekunden (physiologischer Bereich 120 bis 200),
d.h. der Zeit, die für
die atrioventrikuläre
elektrische Übertragung
notwendig ist und damit sie für
jeden Patienten reguliert werden kann, wird das Ventrikelmodul gestartet,
so dass die atrioventrikuläre
mechanische Sequenz aufrechterhalten wird.
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7) Patient mit Herzschrittmachern:
-
Wenn
der Patient einen Herzschrittmacher trägt weist der Sensor die Vorhöfe, Ventrikelspitze oder
beide nach, je nach Stimulationsmodus, damit die Vorhof- und/oder
Ventrikelsystolen angepasst werden.
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Wenn
der Patient Vorhofflimmern hat und der Vorhofkontraktionsmodus verwendet
werden soll, erzeugt ein Schrittmacher einen künstlichen elektrischen Vorhofstimulus,
der vom System nachgewiesen wird, und die Vorhofmechanik passt sich
selbst an, als ob es eine physiologische P-Welle wäre.
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Das
Ventrikelmodul wird so angepasst, dass die Verziehung der flexiblen
Tasche einen Moment nach Erscheinen des QRS-Komplexes beginnt, um den
physiologischen Zeitraum der isovolumetrischen Ventrikelkontraktion
zu treffen. Dieser Zeitraum muss zunächst und in weiteren Kontrollen
von außen
reguliert werden.
-
Der
Moment, an dem die ventrikuläre
Taschendrehung und Verziehung beginnen soll, um zur Ventrikelsystole
beizutragen, wird wie beim physiologischen Verhalten des Herzens
durch den Moment bestimmt, an dem die elektrische Ventrikelaktivität erscheint
und ein QRS-Komplex im EKG erzeugt wird. Dazu bestimmt ein Sensor,
vergleichbar einer ventrikulären
Herzschrittmachersonde, das Erscheinen der elektrischen Ventrikelaktivität entweder
spontan durch den Patienten oder von einem künstlichen Schrittmacher erzeugt.
-
An
dem Moment, an dem die Kontraktion beginnt, kann sie nach der EKG
R-Welle angepasst werden. Dazu kann ein Generator die R-Welle entweder
spontan durch den Patienten oder durch Stimulus von einem Herzschrittmacher
nachweisen.
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Das
Erscheinen dieser elektrischen Aktivität bestimmt den Beginn der Ringdrehung
zur Verengung des Moduls. Dies soll kurze Zeit nach QRS-Beginn beginnen,
um mit dem physiologischen Zeitraum der isovolumetrischen Kontraktion
zusammenzutreffen. Nach dieser Zeit beginnt die Drehung des Innenrings
mit gezahntem Außenprofil
und damit die Entleerung der Ventrikelsystole. Damit wird die Möglichkeit
zur Erzeugung von asynchronen Ventrikelkontraktionen durch spontane
Wirkung des Patienten verhindert.
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Die
bevorzugte Stromversorgung für
den Generator und das Antriebsglied ist eine Batterie mit großer Kapazität, die in
den Körper
des Patienten implantiert werden kann, von Zeit zu Zeit erneuerbar
ist wie dies zurzeit bei Herzschrittmachern der Fall ist. Diese
Batterie bietet den Vorteil, dass sie nicht auf eine externe Stromzufuhr
angewiesen ist, die eine Verbindung zwischen der Außenseite
und dem Inneren des Körpers
erforderlich machen würde.
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Mit
Bezug auf den obigen Abschnitt kann gesagt werden, dass wie bei
Herzschrittmachern die Batterie und der elektronische Generator
an einem beliebigen Punkt auf der Brust angebracht werden, wobei
die Position so gewählt
wird, dass spätere elektrokardiographische
Kontrolluntersuchungen nicht erschwert werden.
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Alternativ
und in Fällen,
in denen der Energiebedarf es nicht gestattet, dass die Batterie
im Körper
angebracht wird, verbindet ein transthorakales Kabel, das per se
bekannt und nicht dargestellt ist, den Motor des Apparats mit der
Stromversorgung, bei der es sich um externe Batterien (nicht gezeigt) handeln kann,
die der Patienten wie bei einem Kunstherzen in einem Rucksack trägt.
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Erneut
auf die oben erwähnten
Parameter zurückkommend
muss der Moment der Kontraktion (A) durch Erscheinen des ventrikulären QRS-Komplexes
bestimmt werden, der durch einen Sensor ähnlich einem Herzschrittmacher
nachgewiesen wird.
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Wenn
der Patient einen Herzschrittmacher trägt, bestimmten dessen Spitzen
den Beginn der Kontraktion in den von ihm erzeugten Schlägen.
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Es
muss eine Verzögerung
zwischen dem Moment des Erscheinens des QRS-Komplexes und dem Beginn
der Kontraktion geben, damit der physiologische Zeitraum der ventrikulären isovolumetrischen
Kontraktion, der auch als Presphygmo-Zeitraum bezeichnet wird, getroffen
wird.
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Diese
Zeitverzögerung
ist anpassbar und hängt
mit der Herzfrequenz zusammen, so dass je höher die Herzfrequenz ist desto
kürzer
die Zykluslänge
ist und desto kürzer
die Verzögerung
entsprechend der Zeit der isovolumetrischen Kontraktion ist. Je
niedriger die Herzfrequenz, d.h. bei längerer Zykluslänge, desto
länger
ist die Presphygmo-Periode.
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Da
das mit jedem Herzschlag auszustoßende Volumen von der Diastolenzeit
des vorherigen Zyklus abhängt,
wird die Presphygmo-Periode, d.h. die Zeit zwischen dem Nachweis
von QRS und dem Beginn der Kontraktion, entsprechend dem Abstand zwischen
QRS des zu regulierenden Herzschlags und QRS des vorherigen Herzschlags
angepasst, was in der Elektrokardiographie als vorherige R-R bezeichnet
wird.
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Die
Festlegung dieses Presphygmo-Periode kann anfänglich gemäß den physiologischen Parametern
je nach Herzfrequenz erfolgen und es muss möglich sein, sie später bei
jedem konkreten Patienten entsprechend den medizinischen Kontrollen
zur Optimierung der Schlagleistung anzupassen.
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Die
Dauer jeder Kontraktion (B), die als „Auswurfperiode" bezeichnet wird,
hängt ebenfalls
von der Herzfrequenz ab und steht in umgekehrtem Verhältnis dazu,
d.h. je höher
die Herzfrequenz und je kürzer
die Zykluslänge
desto kürzer
ist die Auswurfperiode. Bei niedrigerer Herzfrequenz ist die Zykluslänge länger und
die Auswurfperiode länger.
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Wie
im obigen Kapitel wird die Dauer der Kontraktion zunächst nach
den allgemeinen physiologischen Parametern je nach vorherigem R-R-Intervall geplant,
um die Expulsion jedes Schlags an die Füllung bei der vorherigen Diastole
anzupassen.
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Auf
die gleiche Weise muss es möglich
sein, sie später
zu regulieren, je nach Patient, um die Wirksamkeit jedes Schlags
zu optimieren.
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Bei
jedem Schlag muss es möglich
sein, die Intensität
der Kontraktion (C) zu regulieren, d.h. die von dem Apparat auf
die darin enthaltenen Hohlräume
ausgeübte
Konstriktion.
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Es
muss möglich
sein, diesen Parameter zunächst
nach Wunsch des Arztes und der vorherigen Situation des Patienten
zu planen. Es muss auch möglich
sein, ihn später
je nach erhaltenen Ergebnissen des Patienten und den gewünschten
Anpassungen anzupassen.
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Die
maximale Dilatation oder Distension wird teilweise seit Beginn von
der Größe des Apparats
bestimmt.
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Darüber hinaus
kann die Amplitude der Verziehung der Innentasche entsprechend reguliert
werden. Für
eine größere Rückkehr bleibt
so ein größerer Hohlraum
darin enthalten und die diastolische Kapazität ist höher. Für eine kleinere Rückkehr ist
das Volumen des Hohlraums kleiner und die diastolische Füllung geringer.
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Es
gibt verschiedene Größen des
Apparats, je nach Größe der Brust
des jeweiligen Patienten und Größe des Herzens, ähnlich wie
bei verschiedenen Größen von
künstlichen
Herzklappen.
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Die
Größe des Herzens
des Patienten wird in den meisten Fällen reduziert, weil dies einer
der zu erzielenden Vorteile ist und wenn es im Apparat festgehalten
wird, ist sein diastolischer und systolischer Durchmesser kleiner.
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Da
die anfängliche
Herzgröße bei den
meisten Patienten größer als
normal ist, hat es bei Einsetzen dieses Apparats oder einer seiner
Abwandlungen ausreichend Platz in dem zuvor von dem anomal erweiterten
Herz eingenommenen Raum, so dass keine Verkürzung der Lungenexpansion stattfindet.
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Neben
den Funktionen des beschriebenen Apparats, die zu Beginn der Beschreibung
erwähnt wurden,
bietet der Apparat folgende Vorteile:
- – er liefert
eine Vorhofkontraktion ähnlich
der physiologischen bei Patienten mit Vorhofflimmern;
- – wahrscheinlich
benötigen
einige Patientengruppen keine Gerinnungshemmer mehr, wenn sie einen
Rhythmus und Kontraktilität
in jedem Herzhohlraum erreichen;
- – die
Verbesserung der Herzfunktion kann bedeuten, dass weniger Arzneimittel
benötigt
werden, ein optimaler Gesundheitszustand erreicht wird, die Lebensdauer
verlängert
und die Lebensqualität verbessert
wird und die Notwendigkeit von Krankenhausaufenthalten verringert
wird.