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技術 導管に液体を供給する供給装置の動作方法および供給装置、中空カテーテル、およびカテーテルポンプ

出願人 エーツェーペーエントヴィッケルングゲゼルシャフトエムベーハー
発明者 ティラーメラニーエルサムルリービンクライナー
出願日 2014年10月9日 (6年10ヶ月経過) 出願番号 2016-523279
公開日 2017年1月5日 (4年7ヶ月経過) 公開番号 2017-500068
状態 特許登録済
技術分野 媒体導出入付与装置 注入、注射、留置装置 往復動ポンプ(3) 体外人工臓器
主要キーワード ブッシュベアリング ロータリシャフト ストローク周期 導管領域 圧力比率 潤滑用液体 フラッシュ速度 圧力測定センサ
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (8)

課題・解決手段

本発明は、特に中空カテーテル(1)内にある導管(8)のための供給装置および、導管(8)に液体を供給し、導管上の相互に離れた地点に配置された2つのポンプ(10、19)を有するこの種の供給装置の動作方法に関し、これらは、両方のポンプの少なくとも一方の動作パラメータパラメータ値が制御された方法で相互に調整されることを特徴とする。この方法により、中断されない、精密に制御可能な動作が、特に摩耗のない膜型ポンプを使用する場合に、単純な構造的手段により確保される。

概要

背景

ここで、特に医療応用の場合、一方で、導管内に製作され、導管内で液体により運ばれるような摩耗部品がなく、他方で、導管内で液体が移動される速度ができるだけ低速であるが精密に制御されることがしばしば重要である。これに加えて、導管からの液体の損失を最小限にすることが望ましいかもしれない。

例えば、特許文献1のような先行技術は、熱交換流体カテーテルから、およびカテーテルへと輸送するポンプを有する熱交換システムを開示している。インペラホイールの形態の流動検出器が記載されており、熱交換流体により移動されるインペラホイールの回転速度は流速に対応する。インペラホイールの速度は、光バリアによって外部から測定され、これはインペラホイールの個々のブレードが前記バリアを通過するたびに中断される。

医用膜型ポンプが特許文献2から知られており、これはインシュリンを少量ずつ輸送するために使用される。そこには、拍動送出モードについても記載されている。

特許文献3は、外部に向かう戻り導管を有するカテーテルをフラッシュすることによって、カテーテル内堆積物をできるかぎり最小化する方法を開示している。とりわけ、そこにはパルス式のフラッシュが記載されており、これは電磁弁によって制御できる。

概要

本発明は、特に中空カテーテル(1)内にある導管(8)のための供給装置および、導管(8)に液体を供給し、導管上の相互に離れた地点に配置された2つのポンプ(10、19)を有するこの種の供給装置の動作方法に関し、これらは、両方のポンプの少なくとも一方の動作パラメータパラメータ値が制御された方法で相互に調整されることを特徴とする。この方法により、中断されない、精密に制御可能な動作が、特に摩耗のない膜型ポンプを使用する場合に、単純な構造的手段により確保される。

目的

流速を相応に制御する別の目的は、液体中にある、例えば回転するシャフト2の摩擦により作られる粒子が、可能な場合にさらに移動するのを防止し、これらが、血液ポンプの領域で図2に示されているベアリング33を通って排出されず、患者体内へと入りえないようにすることである

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

少なくとも1つの膜型ポンプ(10、19)を有し、生成される圧力および/または送出速度の点でポンプを制御する制御装置(11)を有する、導管(8)に液体を供給する供給装置

請求項2

導管(8)の相互に離れた地点に配置された少なくとも2つのポンプ(10、19)、特に膜型ポンプを有し、また、生成される圧力および/または送出速度の点でポンプを個別に制御する制御装置(11)を有する、請求項1に記載の供給装置。

請求項3

請求項1または2に記載の供給装置において、各ポンプに液体圧力センサ(15、22)が割り当てられることを特徴とする供給装置。

請求項4

請求項1、2または3に記載の供給装置において、各ポンプにポンプの電力消費量、特に電流消費量を検出する電気センサが割り当てられることを特徴とする供給装置。

請求項5

請求項1または以下のうちの1項に記載の供給装置において、各ポンプに流速センサ(15、22)が割り当てられることを特徴とする供給装置。

請求項6

導管に液体を供給し、膜型ポンプを有する供給装置の動作方法において、膜型ポンプが生成される圧力および/または送出速度の点で制御されることを特徴とする方法。

請求項7

導管に液体を供給し、導管の相互に離れた地点に配置された2つのポンプ(10、19)を有する供給装置の動作方法において、両方のポンプ(10、19)の少なくとも1つの動作パラメータパラメータ値が相互に調整された方法で制御されることを特徴とする方法。

請求項8

請求項6または7に記載の方法において、液体圧力が導管内の1地点、または相互に離れた複数の異なる地点で検出されることを特徴とする方法。

請求項9

請求項7に記載の方法において、2つのポンプ(10、19)の調整されたパラメータ値が一定の方式に従って経時的に可変であり、特に始動期間以降しばらく周期的に変化することを特徴とする方法。

請求項10

請求項7、8または9に記載の方法において、2つのポンプ(10、19)の調整されたパラメータ値が、導管内の液体圧力の検出値に所定の方法で依存する相互のある比率をとることを特徴とする方法。

請求項11

請求項7または以下のうちの1項に記載の方法において、両方のポンプ(10、19)の調整された動作パラメータがそれぞれの送出能力であることを特徴とする方法。

請求項12

請求項7または以下のうちの1項に記載の方法において、両方のポンプ(10、19)の調整された動作パラメータが、ポンプにより生成される液体圧力のそれぞれの値であることを特徴とする方法。

請求項13

請求項7または以下のうちの1項に記載の方法において、両方のポンプ(10、19)の調整された動作パラメータがポンプのそれぞれの送出能力であることを特徴とする方法。

請求項14

請求項7または以下のうちの1項に記載の方法において、両方のポンプ(10、19)の調整された動作パラメータがポンプのそれぞれの流速であることを特徴とする方法。

請求項15

請求項7または以下のうちの1項に記載の方法において、一定の圧力差および/または一定の流速差が2つのポンプ(10、19)間で設定されることを特徴とする方法。

請求項16

請求項15に記載の方法において、両方のポンプ(10、19)の流速の差が毎日100ミリリットル未満、特に毎日10ミリリットル未満、特に毎日1ミリリットル未満であることを特徴とする方法。

請求項17

請求項6または以下のうちの1項に記載の方法において、ポンプ(10、19)は、液体の移動方向が逆転されるように制御されることを特徴とする方法。

請求項18

請求項1〜5のうちの1項に記載の供給装置を有する中空カテーテル

請求項19

中空カテーテル内で回転可能なシャフトを含む、請求項18に記載の中空カテーテル。

請求項20

請求項18または19に記載の中空カテーテルにおいて、中空カテーテル内に柔軟なシャフトが配置されることを特徴とする中空カテーテル。

請求項21

請求項18〜20のうちの1項に記載の中空カテーテルを含むカテーテルポンプ、特に心室手術のためのカテーテルポンプ。

技術分野

0001

本発明は、電気工学機械学の分野に属し、医用工学の分野において特に有利に利用できる。

0002

具体的には、本発明は導管への液体の供給に関する。例えば、導管に液体を充填するのは、その導管の壁を冷却するため、またはその導管内に配置された可動部品を冷却もしくは潤滑させるため、および/またはこれらの部品ガスフリーの状態とするために必要であるかもしれない。この目的のために、原則として、この種の導管、例えばカニューレに、冷却液および/または潤滑液を供給することが知られている。液体は、原則としてポンプによって導管の中に、または導管を通じて移動されてもよい。

背景技術

0003

ここで、特に医療応用の場合、一方で、導管内に製作され、導管内で液体により運ばれるような摩耗部品がなく、他方で、導管内で液体が移動される速度ができるだけ低速であるが精密に制御されることがしばしば重要である。これに加えて、導管からの液体の損失を最小限にすることが望ましいかもしれない。

0004

例えば、特許文献1のような先行技術は、熱交換流体カテーテルから、およびカテーテルへと輸送するポンプを有する熱交換システムを開示している。インペラホイールの形態の流動検出器が記載されており、熱交換流体により移動されるインペラホイールの回転速度は流速に対応する。インペラホイールの速度は、光バリアによって外部から測定され、これはインペラホイールの個々のブレードが前記バリアを通過するたびに中断される。

0005

医用膜型ポンプが特許文献2から知られており、これはインシュリンを少量ずつ輸送するために使用される。そこには、拍動送出モードについても記載されている。

0006

特許文献3は、外部に向かう戻り導管を有するカテーテルをフラッシュすることによって、カテーテル内堆積物をできるかぎり最小化する方法を開示している。とりわけ、そこにはパルス式のフラッシュが記載されており、これは電磁弁によって制御できる。

先行技術

0007

独国実用新案第20 2005 021 999 U1号
旧東独特許第202 805 A1号
独国特許第694 09 587 T2号

発明が解決しようとする課題

0008

先行技術の背景に照らし、本発明の目的はしたがって、導管に液体を供給する供給装置およびこのような供給措置動作方法考案することであり、低い流速で液体の流れを制御された方法で制御できるようにする単純な設計のソリューションが求められる。

課題を解決するための手段

0009

この目的は、本発明によれば、特許請求の範囲の独立項による供給装置と方法によって達成される。特別な実施形態は従属項に記載されている。

0010

本発明はしたがって、導管に液体を供給し、膜型ポンプを有する供給装置の操作方法に関する。この方法は、膜型ポンプが、生成される圧力および/または送出速度の点で制御されることを特徴とする。

0011

本発明によれば、導管に液体を供給し、少なくとも1つの膜型ポンプを有する供給装置もまた提案される。この装置は、生成された圧力(いくつかの実施形態において、これは負圧または真空を含んでいてもよい)および/または送出速度の点でポンプを制御する制御装置を有する。

0012

本発明はさらに、中空カテーテルおよび/またはカテーテルポンプに関する。ここでは、どちらも、中空カテーテルまたはカテーテルポンプの導管を本発明による方法でフラッシュするために、本発明による供給装置を有することが重要である。

0013

1つの実施形態は、相応装備された中空カテーテルは中空カテーテル内(好ましくは導管内)に回転可能なシャフトを有するという事実に関する。

0014

別の実施形態によれば、回転可能シャフトが同様にカテーテルポンプを通過し、これは好ましくは本発明による中空のカテーテルを含む。ここでは、この制御可能なシャフトが柔軟であれば有利である。大腿動脈から心室内に挿入され、左心室に到達するまで送り進められる左心補助システムの例に関して、これは、このようなポンプが回転可能なシャフトを含み、これは体外で駆動されて心内のロータを駆動するものであり、このシャフトは、例えば大動脈弓湾曲追従できるのに十分に柔軟でなければならないが、それでも高速で回転できる。フラッシュ対象のルーメン/導管内で回転可能なシャフトは高い回転速度、例えば毎分10,000回転超で動作できるべきである。

0015

本発明による供給装置によって、ここで、確実に、例えば中空カテーテルまたはカテーテルポンプ内に空気が存在しないようにするためだけでなく、柔軟シャフトを潤滑させるために、本発明による供給装置を介して液体を確実に供給できる。

0016

本発明はまた、導管に液体を供給し、導管の相互に離れた地点に配置された2つのポンプを有する供給装置の動作方法にも関する。ここで、両方のポンプの少なくとも1つの動作パラメータパラメータ値は、相互に調整された方法で制御される。

0017

原則として、シリンジポンプによって導管を通じて液体を移動させることが知られており、それが可能である。しかしながら、本発明の特徴、特に複数のポンプの使用により、ポンプの動作パラメータが相互に調整されると、例えば共通の圧力レベルを設定しながら、導管の吸込み領域と排出領域との間の適切な圧力差を維持することが可能である。

0018

2つの調整されたポンプによって、一方で、導管を通る特定の流速を設定でき、他方で、入口および出口領域の、または導管内に漏れ/開口がある場合の損失速度を特定の数値に設定、特に制限できるような方法で流速を制御することが可能である。

0019

供給装置の動作を特に良好に調節でき、したがって制御できるようにするために、膜型ポンプが供給装置の製造に特に適している。これらは、流れ、すなわち流速の点で、特に正確かつ再現可能に制御できる。

0020

供給装置の特に効率的な制御は、液体圧力が有利な点として、導管内の相互に離れた2点において検出される場合に可能となる。特に、液体圧力が検出される点は、各々がそれぞれポンプの一方に割り当てることができ、圧力の検出によって、吸引圧力超過圧力比率をポンプの制御で最適にすることができる。このような制御は特に、導管が環状に閉じられておらず、液体が外部の液体貯蔵部から導管内に供給される吸込み領域を有する場合、および/または液体が導管から回収貯蔵部へと除去される排出導管を有する場合に重要である。

0021

対応する圧力センサは、導管内に別々に取り付けることができるが、ポンプの各々に1つずつ組み込んでもよい。

0022

本発明による方法の場合において、2つのポンプの調整されたパラメータ値が経時的に一定の方式に従って可変であり、特に始動期間以降しばらく周期的に変化すれば特に有利であることがわかっている。例えば、ポンプのうちの少なくとも一方の能力を始動期間中にゆっくりと増大させることができる。しかしながら、能力ピーク(性能ピーク)もまた、当初、液体が導管内を速い流速で流れるように求められてもよく、この流速は始動期間以降、再び低下する。

0023

始動期間の構成に関係なく、ポンプのうちの少なくとも一方の圧力を周期的に上昇、下降するように制御でき、または周期的に上昇、下降する流速を相応に設定できる。すると、これは特に移動部品が導管内に設置されている場合、例えばカニューレ内に駆動可能なシャフトがあり、このシャフト自体から摩擦によって小さい粒子が放出されるような場合に有利である。この粒子は通常、導管に沿ってそれ以上移動させるべきではないが、それに関わらず液体は輸送されるべきである。ポンプの動作パラメータを変化させることによって、導管を液体で効率的にフラッシュすることができ、導管の全ての部分に流動的流れが到達する。液体の流速がより低速である期間があることにより、粒子は流れの中の停止部分に到達しえ、これによって導管に沿った粒子の輸送を最小化できる。

0024

ポンプのパラメータの変化は、個々のポンプの各々の能力(性能)の変化のほかに、例えば能力(性能)差またはポンプにより生成される圧力差の変化であってもよい。圧力差によって、確実に液体が加速し、それゆえ圧力差が周期的に変動して、それに対応して液体輸送が周期的に変動する。

0025

液体とは、以下、シャフトをフラッシュするために使用される液体を意味するものと理解する。いくつかの例示的実施形態において、これは、ポンプにより送出される予定の液体ではないが、ポンプにより送出される予定の液体が少量またはわずかに導管内に入るかもしれない。他の例示的実施形態において、ポンプにより運ばれる液体は、フラッシュに使用される液体とすることができる。

0026

本発明の別の有利な実施形態によれば、2つのポンプの調整されたパラメータ値は、導管内の液体圧力の検出値に所定の方法で依存する相互のある比率をとる。このようにして、導管内の液体圧力または圧力差を周期的に制御できる。

0027

ポンプの送出能力は、異なる測定量に基づいて決定できる。いくつかの例示的実施形態において、送出能力を決定する測定量または動作パラメータは、膜のストローク周期および/または膜のストローク高さおよび/または膜の撓みである。ここで、送出能力を決定するために、上記の測定量のうちの1つまたは上記の測定量のうちの少なくとも2つの組合せを調べることができる。そのほかに送出能力を決定しうるものは、いくつかの例示的実施形態において、特に支配的な液体圧力を考えた上でのポンプの電力消費量である。

0028

両方のポンプの調整された動作パラメータはしたがって、例えばそれぞれの送出能力であってもよい。すると、例えば、送出能力の特定の違いも2つのポンプ間で設定してよい。これによって例えば、導管の経路全体にわたる液体輸送に関する特定の損失速度を生成できる。

0029

本発明の別の実施形態によれば、両方のポンプの調整された動作パラメータは、ポンプにより生成される液体圧力のそれぞれの数値である。液体圧力は導管内で特に容易かつ正確に検出でき、それによって、例えば、圧力値の特定の割合または圧力値の特定の差をポンプの制御によって設定できる。割合および/または差はまた、よどみ領域を持つ非流動的な流れを回避するために周期的に可変となるように設定されてもよい。

0030

本発明の別の有利な実施形態によれば、両方のポンプの調整された動作パラメータは、ポンプのそれぞれの電力消費量である。この目的のために、各ポンプに、ポンプの電力消費量を検出するための、特に電流消費量を検出するための電気センサが割り当てられてもよい。

0031

有利な態様として、両方のポンプの調整された動作パラメータは、これに加えて、ポンプのそれぞれの流速であってもよい。流速は、例えば流量計センサによって、またはポンプの動作パラメータ、例えば電力消費量と支配的な液体圧力の記録によっても、別々に検出できる。

0032

これに加えて、一定の圧力差および/または一定の流速差を、有利な点として、2つのポンプ間で設定されてもよい。ここで、両方のポンプの流速の差は、特に毎日100ミリリットル未満、特に毎日10ミリリットル未満、または毎日1ミリリットル未満であってもよい。

0033

それに対応する損失率が導管の開口部で設定される。例えば、導管は輸送導管と戻り導管を有していてもよく、輸送導管の終端には例えば、カニューレの端に配置された血液ポンプがあり、戻り導管は同じ地点から始まる。すると、流速差を補償するために液体の一部が、例えば血液ポンプの中を流れて、これをフラッシュしてもよく、埋植された状態では患者体内に放出されてもよい。本発明の開発では、生体適合、健康適合液体、 例えば生理食塩水がこのような用途の液体として選択されている。

0034

この方法の動作の有利な形態では、さらに、液体の移動方向を逆転させてもよい。このような液体の移動方向の逆転は周期的に提供されても、または特定の場合にのみ提供されてもよい。ポンプカテーテルをフラッシュするために使用される場合、通常は、液体をカテーテルの近位端からカテーテルの遠位端へと輸送し、戻り導管を通じて回収容器に戻す方向が選択される。

0035

本発明はまた、供給装置の動作方法と、導管に液体を供給する供給装置の設計にも関し、前記供給装置は、導管の相互に離れた地点に配置された少なくとも2つのポンプ、特に膜型ポンプを有し、また、生成された圧力および/または送出速度の点で個別にポンプを制御する制御装置も有する。

0036

制御装置は、それによって個々のポンプの調整された制御が可能となるような方法で設計しなければならない。これは、ポンプのうちの一方に割り当てられても、または別の中央制御ユニットとして形成されてもよい。制御装置はまた、ポンプの動作パラメータを調整する役割も果たしてよく、すると、測定値を検出するためにセンサに接続される。

0037

例えば、各ポンプに液体圧力センサを割り当ててもよい。すると、制御装置によって特定の圧力比率を吸引圧力と過剰圧力との間で設定でき、または2つのポンプにより生成される圧力の特定の割合、または特定の圧力差を設定できる。

0038

ポンプの送出力を決定するための測定量は圧力に依存してもよいため、ポンプは例えば、その電力消費量が検出され、制御装置に供給される場合に圧力センサとして動作させられてもよい。しかしながら、電力消費量はまた、それぞれのポンプによって達成される流速の指標であってもよく、それとして検出されてもよい。この目的のためには通常、支配的液体圧力もさらに考慮に入れられるため、圧力測定センサが同時に動作することは、この種の動作にとって有利である。

0039

しかしながら、流速センサを設置してもよく、その各々がポンプの一方にそれぞれ割り当てられる。すると、第一および第二のポンプのその領域内の流速の特定の比率または所定の差を制御装置によって設定できる。流速のこのような差は、例えば周期的に可変となるようにも制御されてよい。

図面の簡単な説明

0040

本発明による、駆動可能シャフトと供給装置を有する中空カテーテルを示す図である。
血管内で動作するためにロータリポンプが遠位側に固定された中空カテーテルの端の縦方向の断面図である。
中空カテーテルの断面図である。
別の中空カテーテルの断面図である。
供給装置の動作方法の方法シーケンスを示す図である。
流速の経時的経過の3種類のバリエーションを再現したグラフである。
時間に対する液体圧力の経過を再現したグラフである。

実施例

0041

本発明を例示的実施形態に基づいて図面に示し、以下に説明する。

0042

図1は、中空カテーテルを縦方向の断面で示しており、医療用途において近位側にある端1aが下部分に、遠位端1bが上部分に示されている。例えば、埋植可能な血液ポンプが、特に血管および/または心室内で動作させるために中空カテーテル1の遠位端に設置されてもよい。

0043

回転駆動可能なシャフト2が中空カテーテル1の中に延びる。これは例えば、血液ポンプを駆動する役割を果たし、その近位端2aにおいて駆動モータ3に接続される。シャフト2は、貫通接続部4の領域で連結筐体5へと導入可能であり、貫通接続部4は、媒体がシャフトに沿って連結筐体5の中に浸入し、または連結筐体5の外に漏出することがシールによって防止されるように構成される。

0044

しかしながら、回転駆動運動磁気カプリングによって連結筐体5の閉鎖壁を通じて伝えられるソリューションもまた想定可能であり、第一の磁石要素6が連結筐体内で、連結筐体5の外部でモータ3に接続されたシャフト端上に固定された第二の磁石要素7と結合する。シャフト2はすると、モータ3とそれが連結筐体5内にさらに延びる部分との間で中断され、連結筐体5の、それに対応する壁が連続的に形成され、開口部を持たない。図1では、磁石要素6、7が代替案として破線で示されている。

0045

駆動シャフト2は、例えばリッツワイヤで、特に撚線または撚り合わせた線の形態で製造されるか、螺旋ばねとして形成されるか、芯を螺旋ばねで取り囲むことによって両方の組合せで形成されて、一方で、毎分数回転程度の高い回転速度を伝えることができ、他方で、この工程中に柔軟となるようにする。

0046

一方で、動作中にこのようなシャフトを冷却し、他方で、潤滑化により摩擦を軽減させるために、通常、冷却および潤滑用液体が中空カテーテル1の中に形成された導管8内に提供され、これは生体適合であることが有利である。液体は、流入導管9を通じて連結筐体5に供給され、導管8に沿って輸送される。この目的のために、流入導管9は第一のポンプに接続され、これはこの例示的実施形態では膜型ポンプ10として形成される。この文脈の膜型ポンプは、生成された圧力と流速を正確に制御できるようにするために、非常に高い信頼性で再現可能に制御可能であるという特性を有する。磁力で作動される膜型ポンプの使用は、この文脈では特に有利であることがわかっている。したがって、図1には磁気装置10aが示されており、これは膜型ポンプ10の駆動手段の役割を果たし、磁気装置10aは電気制御装置11によって作動させられる。

0047

膜型ポンプ10は、矢印13により示されているように、流入貯蔵部12から液体を吸引し、これを調節可能な流速と調節可能な圧力で、流入導管9を介して連結筐体5へと輸送する。この液体は、連結筐体5の中で広がり、特に矢印14の方向に、導管8に沿って中空カテーテルの遠位端1bの方向へと移動する。導管8に沿った移動は、例えばシャフト2の回転によって、これが少なくとも部分的に螺旋外側形状を有し、適当な回転方向に回転するときに支援されることが可能である。

0048

シャフト2の回転は導管8に沿った液体の移動を支援するかもしれないが、いくつかの例示的実施形態においては、シャフトの回転による送出能力への貢献を決定し、それゆえポンプの送出能力を調整することが可能である。換言すれば、シャフトの回転を考慮して提供される送出能力はポンプの送出能力の調整によって補償される。すると、シャフトの回転に基づく送出能力の決定はまた、外乱変数として解釈されてもよく、これは、ポンプの送出能力の調整によって補償されて、導管全体を通じた送出能力が確実に所定のとおりとなる。導管8の送出能力は、なかんずく、シャフトの回転速度、おそらくはシャフトの摩耗、カテーテルの撓み、またはその他に依存していてもよい。これらの変数決定可能であるが、その結果としてのシャフトの送出能力をポンプにより補償するほうが容易であることが多い。

0049

通常、毎時マイクロリットルまたはミリリットル程度の流速は、膜型ポンプ10を作動させることによって設定できる。

0050

対応する流速および/または圧力を適当に制御または調整できるようにするために、少なくとも1つの適当なセンサ15が導管8の中に設置され、通信線16によって制御装置11に接続される。センサ15は例えば、圧力センサとして、流速センサとして、または圧力と流速を検出する複合センサとして形成されてもよい。

0051

図の例示的実施形態において、センサ15は第一の膜型ポンプ10に割り当てられ、この第一のポンプによって生成される圧力および/または対応する流速を検出する。

0052

図1の例示的実施形態によれば、導管8は縦方向に、そこを通って液体が矢印14の方向に連結筐体5から中空カテーテル1の遠位端1bの方向へと流れる第一の導管領域8aと、戻り導管として形成される第二の導管領域8bに分割される。2つの導管領域8a、8bはそれゆえ、直列に接続され、これらが一緒に導管8を形成する。

0053

戻り導管8bは、例えば図3に示されている仕切り壁17によって第一の導管領域8aから分離されてもよく、あるいは第二の導管領域/戻り導管8bは、中空カテーテル1の中に延びるカニューレ18によって形成されてもよい。この変形版が図4に断面で示されている。

0054

戻り導管8bは、図1によれば、それによって連結筐体5の中に、およびそこから第二の膜型ポンプ19へと戻る液体の流れが可能となるような方法で形成される。第二の膜型ポンプ19は、有利な態様として、磁気膜型ポンプとして形成されてもよく、これは磁気装置19aを有し、これが制御装置11によって作動させられ、膜型ポンプ19の駆動手段を形成する。膜型ポンプ19は、液体を戻り導管8bから吸引し、排出導管20を介してこれを排出貯蔵部21へと案内する。

0055

制御装置11は、それに加えて、第二のセンサ22に接続され、これは第一のセンサ15と同様に、流路センサとして、および/または圧力センサとして形成でき、戻り導管8bに、したがって第二の膜型ポンプ19に割り当てられる。例えば、戻り導管8bの流速または第二の膜型ポンプ19の吸引圧力は第二のセンサ22によって検出可能である。第二のセンサ22によって検出されるパラメータは、第二の通信線23を介して制御装置11へと供給される。

0056

制御装置11自体は電源コネクタ11aに接続され、これは制御装置に低いDC電圧低電圧)を供給する。制御装置11はパルスを生成し、これらは磁気装置10a、19aに供給されて、第一と第二の膜型ポンプ10、19を駆動する。第一および第二の膜型ポンプ10、19により生成される流速および/または圧力は、制御装置11によって生成されるバルスの周波数とストロークによって制御できる。

0057

図2は、駆動可能シャフトを有する中空カテーテルの使用に関する例として、埋植可能な血液ポンプ24を示しており、これは送出要素と共にロータ25を有するロータリポンプとして形成されている。ロータ25は、シャフト2に直接接続され、これは血液ポンプの筐体27内で、ロータ25の遠位端においてロータリベアリング26の中に取り付けられている。血液ポンプ24は、その遠位端の吸入口28を介して血液を矢印29、30の方向に吸引し、これを、流出管31により形成される環状導管32を介して中空カテーテル1を通過して血管(図示せず)の中へと輸送する。

0058

シャフト2は、ブッシュベアリング33の中の中空のカテーテル1の端に取り付けられ、これは、一方で、高い回転速度を可能にし、他方で、シャフト2に沿った液体交換を防止または制限するためにできるだけきつくすることができる。特に、血液が血液ポンプ24の筐体27の内部から中空カテーテル1の中、すなわち導管8の中へと通過するのが防止される。

0059

図2において、仕切り壁17を破線で示し、導管8の第一の導管領域8aと第二の導管領域/戻り導管8bとの間の分離を示している。それゆえ、第一の導管領域8aを通って矢印34の方向に中空カテーテル1の遠位端へと向かう液体の流入と、導管8の第二の領域8bを通る矢印35の方向へと戻る流れが可能となる。ロータリシャフト2にはこのようにして、その長さ全体に沿って液体を供給できる。

0060

血液が導管内に流入するのを防止するために、中空カテーテル1の内部、すなわち導管8の中の液体の過剰圧力を設定でき、それによって液体は、矢印36、37により示されるように導管8から血液ポンプ24の筐体へと非常に低い流速で流れることができる。例えば、ここで1日に数マイクロリットルまたはミリリットルの流出速度を設定でき、これは、第一の導管領域8aの供給速度と戻り導管8bの戻り速度との間の差を表す。この差は、第一のポンプ10と第二のポンプ19との間の送出速度の差として設定し、測定できる。

0061

図の供給装置の動作方法に関する流れ図が図5に示されている。第一のステップ38で、連結筐体5を含む導管8の換気が実行され、液体が第一のポンプ10によって供給される。その速度が調節可能な導管8とポンプの換気の後、第二のステップ39で、液体が導管8を通って移動される移動方向(順方向/逆方向)が決定される。膜型ポンプ10、19と貯蔵部12、21により、液体を両方向に移動させることができる。膜型ポンプ10、19によって生成される圧力は、液体の移動方向に応じて設定される。

0062

第三のステップ40で、ポンプの能力(性能)を手で設定すべきか否かが判断される。ポンプを手で設定すべきである場合、工程の残りは経路40aを介して進められ、ステップ46で、2つのポンプの圧力および/または流速が設定される。この変形版は通常、フラッシュ速度すなわち、導管8を通る流速が小さく、一定である時に選択される。

0063

手で作動することが選択されない場合、続きの経路は矢印40bを介して進み、第四のステップ41ポンプの自動作動が開始される。この目的のために、ステップ41で2つの圧力センサ15、22により圧力がまず検出され、第五のステップ42で、これから圧力差が計算され、そこから制御装置11の対応するパルスによってポンプ10、19の作動が計算される。ここで、求められた圧力差はまた、経時的に可変であってもよく、例えば周期的に変化する。

0064

第六のステップ43において、生成された圧力差は目標の圧力差と比較される。実際の圧力差が目標の圧力差に対応していれば、第七のステップ44で、例えばそこから計算された圧力差またはフラッシュ速度がそれゆえ表示され、方法は第八のステップ45で終了する。方法の終了は、供給装置が安定な動作状態にあり、ポンプ10、19が相応に作動し、動作することを意味する。第六のステップ43で、実際の圧力差が目標の圧力差に対応しないと判断された場合、方法は経路43aを介して第四のステップ41に戻り、圧力差が測定され、これから、調整ステップがポンプの新しい作動が決定される。

0065

圧力測定と相応の圧力差の圧力調整の代わりに、流速も測定されてよく、それに対応する流速差を制御変数として設定できる。

0066

流速の一般的な経時的経過の3つの例示的バリエーションが図6に示されている。流速がグラフのy軸で時間あたりの体積として示され、時間はx軸でプロットされている。第一の曲線48は例えば、センサ15またはセンサ22により測定された流速を示しており、流速は、時間の大部分において一定であるが、流速は時々、例えば20秒ごとに、または毎回、数分後に、流速の一時的上昇49、50によって変化する。それゆえ、導管8内に非流動的な流れが形成されず、このような流れは、導管の特定の領域をよどみ部分として知られるものとして接触されないまま残し、そこにある液体がそれ以上移動しなくなる。流速の変化は擾乱または流動的な流れ状態を生成し、すると、これはよどみ領域も決定し、そこで液体を交換する。

0067

流速を相応に制御する別の目的は、液体中にある、例えば回転するシャフト2の摩擦により作られる粒子が、可能な場合にさらに移動するのを防止し、これらが、血液ポンプの領域で図2に示されているベアリング33を通って排出されず、患者の体内へと入りえないようにすることである。

0068

2つセンサ15、22により検出される流速を同じグラフにプロットすると、例えば特に領域49、50において、流速が特に顕著な差を示すように高い流速を設定でき、これは、これらの領域49、50で液体の一部が導管8からごく少量ずつ間欠的に排出され、血液ポンプのポンプ筐体の内部へと通過し、それゆえ、そこにどの程度の量の血液が堆積していてもこれをすべてベアリング33からフラッシュすることを示している。

0069

流速の変化の第二のバリエーション51において、これは一定の経過52の周囲で、例えば正弦曲線の形状で周期的に変化する。それゆえ、同様に一定に変化し、導管8の全ての領域での液体の交換を保証するような流れの状態を伴う、一定に変化する流れが提供される。

0070

曲線53に示される第三のバリエーションにおいて、流速の一時的な周期的上昇54のほかに、流れの方向もまた逆転され、これは流速の低下55の例に基づいて示されている。流れの逆転によって、導管8の中の液体の流れの方向を変化させ、したがって、同様によどみ部分の液体を交換させる。このような流れ方向の逆転は、例えば5〜10分間隔で発生させることができる。

0071

図7に、測定された圧力値がy軸上で時間tに対してプロットされており、第一の曲線56はセンサ15の領域の圧力を示し、第二の曲線57はセンサ22の領域の圧力を示している。2つの領域58、59において、圧力は第一の膜型ポンプ10によって一時的に上昇され、その一方で、センサ22によって検出される戻り線の圧力は一定のままである。これによって、液体は、上昇した圧力の領域58、59においてベアリング33を通じてポンプ筐体の中へと流れ込み、それゆえ導管8内の圧力を逃がす。

0072

上述の本発明の結果として、血液ポンプ用の中空カテーテルのためのフラッシュ装置の形態の供給装置が提供され、摩耗部品はほとんど使用されず、したがって液体損失の少ない安定した動作が長期間にわたって確保できる。

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