DE2801528A1

DE2801528A1 - Klinisch verwendbare pumpeinrichtung fuer ein dilatationsgeraet

Info

Publication number: DE2801528A1
Application number: DE19782801528
Authority: DE
Inventors: Hans Gleichner
Original assignee: Schneider Medintag AG
Current assignee: Schneider Medintag AG
Priority date: 1977-10-21
Filing date: 1978-01-14
Publication date: 1979-04-26
Also published as: FR2406935A7; DE7800996U1; US4231715A; CH612349A5

Description

AP 278

SCHNEIDER MEDINTAG AG, Witikonerstr. 253, 8053 Zürich

Klinisch verwendbare Pumpeinrichtung für ein Dilatationsgerät

Die vorliegende Erfindung betrifft eine klinisch verwendbare Pumpeinrichtung für ein Dilatationsgerät mit einem Dilatationskatheter, vorzugsweise zum Oeffnen von Stenosen und Verschlüssen oder zum Verschliessen von Gefässen, Leitungen und Oeffnungen, unter verwendung eines pumpbaren Mediums.

Basierend auf der Arbeit von Dotter und Judkins (Transluminal treatment of arteriosclerotic obstruction. Circulation 30, S. 654 - 670, 1964) wurden kugelförmige, ballonartige Dilatationskatheter entwickelt, welche am Ort der Stenose positioniert und mittels über das Innere des Katheters zugeführtem, unter Druck befindlichem Wasser expandiert werden. Eine Druckkontrolle ist bei dieser Einrichtung nicht möglich. Zur Druckentlastung des Dxlatationskatheters wird ein Ablauf in die Atmosphäre freigegeben.

Nachteilig ist bei diesem Gerät, dass der Druckabbau, insbesondere im unteren Druckgebiet bei Armierung an den Atmosphärendruck und mitbedingt durch die engen Strömungswege, nur mehr langsam und unzureichend erfolgt, wodurch der Dilatationskatheter unverhältnismässig lange im dilatierten Zustand verbleibt, während gerade auf diesem Gebiete der Medizin ein rasches Arbeiten wertvoll ist. Der Ablauf in die Atmosphäre

909317/0558

AP 278

schliesst nicht die Möglichkeit aus, dass doch einmal Luft eintreten und diese bei Zusammentreffen ungünstiger Umstände bis in die Blutbahn gelangen kann. Ohne Druckkontrolle ist die jeweils erreichte Dilatation nicht im Voraus festlegbar und es besteht daher die Gefahr einer örtlichen Ueberbeanspruchung an der behandelten Stelle.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Pumpeinrichtung zu schaffen, welche ein rasches Füllen und ein zumindst teilweises Evakuieren des Dilatationskatheters erlaubt und keine Verbindung mit der Atmosphäre benötigt. Ferner soll eine Druckkontrolle möglich sein.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe gelöst durch eine mit dem Dilatationskatheter in Verbindung stehende, für die doppelte Funktion der Erzeugung von Druck wie von Unterdruck eingerichtete Pumpe. Durch den Unterdruck wird eine Saugwirkung auf den Innenraum des Dilatationskatheters ausgeübt, wodurch derselbe evakuiert wird.

Es ist zweckmässig, wenn der Dilatationskatheter mit der Pumpe in direkter Verbindung steht, also das von der Pumpe geförderte Medium gleichzeitig als Arbeitsmedium für den Katheter dient, weil dadurch eine einfachere Konstruktion erreicht wird.

Eine vorteilhafte 'Weiterbildung der erfindun£.gsgemässen Einrichtung ergibt sich durch ein Messgerät zur Ueberprüfung des erzeugten Druckes bzw. Unterdruckes. Damit kann der zeitliche Ablauf der Druckänderung während des Bedienungsvorganges kontrolliert und eine zu rasche Aenderung vermieden werden.

Eine sinngemässe Ergänzung ergibt sich durch ein Ueberdruckventil zur Verhinderung des Ueberschreitens eines vorgewählten Maximaldruckes im Dilatationskatheter. Durch eine solche Druckbegrenzung wird ein eventueller Bedienungsfehler wirkungslos.

909817/0558

AP 278

Für die vorliegende Anwendung eignet sich am besten eine Kolbenpumpe, die mit einem in beiden Translationsrichtungen wirksamen Kolben ausgebildet ist. Für diesen Zweck, nämlich die doppelte Funktion des Kolbens zur Druck- und Unterdruckerzeugung, ist es vorteilhaft, wenn der Pumpenkolben zwei Dichtungsringe aufweist.

Eine verlässliche Dichtwirkung ergibt sich, wenn jeder Dichtungsring aus einem in einer Umfangsnut des Pumpenkolbens untergebrachten O-Ring und einem darüberliegenden Lippenring besteht, ijurch diese Teilung übernimmt der innenliegende O-Ring die notwendige Federung und der Lippenring dient zur Dichtung, was sich hinsichtlich der Standzeit günstig auswirkt .

Zweckmässigerweise wird die Pumpe nicht von Hand aus, sondern von einer mechanischen Vorrichtung angetrieben. Menschliche Unzulänglichkeiten können dadurch wenigstens teilweise ausgeschaltet werden.

Bei einer bevorzugten Ausführung besteht die mechanische .antriebsvorrichtung im wesentlichen aus einem Zylinder mit einem Arbeitskolben, der von einem unter Druck stehenden Medium doppelseitig beaufschlagt ist. Durch die ähnliche Betriebsweise des Arbeits- und des Pumpenkolbens lässt sich ihr Zusammenwirken am besten koordinieren.

Es ist von Vorteil, zum Antrieb des Arbeitskolbens ein gasförmiges Druckmedium einzusetzen. Aus der Kompressibilität des Gases resultiert eine weiche Betätigung des Pumpenkolbens und damit der gesamten Einrichtung.

Ein Druckreduzierventil im Strömungsweg des Druckmediums bietet die Möglichkeit, in dem der Antriebsvorrichtung zuströmenden Medium den Druck herunterzudrosseln und damit eine behutsame Betätigung der Einrichtung zu erleichtern.

Eine weitere Ausgestaltung der Einrichtung besteht darin, dass zur Erzielung unterschiedlicher Geschwindigkeiten für

909817/0558

AP 278

den Vor- und Rücklauf des Arbeitskolbens je ein Druckreduzierventil in den beiden Zuläufen zum Zylinder der Antriebsvorrichtung angeordnet sind. Es kann dadurch beisielsweise erreicht werden, dass im Pumpenzylinder der Druck nur zögernd, der Unterdruck aber rascher erzeugt wird.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Pumpe von der mechanischen Antriebsvorrichtung zu trennen, was besonders dann wertvoll ist, wenn Arbeiten an der Pumpe oder am Dilatationskatheter möglichst steril durchgeführt werden müssen.

Eine zweckmässige Ausführung der Einrichtung besteht darin, dass eine Kolbenstange der Pumpe und eine Kolbenstange der mechanischen Antriebsvorrichtung fluchtend angeordnet und miteinander gekuppelt sind. Durch eine solche direkte Uebertragung der Bewegung des Arbeitskolbens auf den Pumpenkolben ergibt sich eine sehr einfache Anordnung, die ausserdem nur geringe Reibungskräfte verursacht.

Um eine besonders rasche l'rennung der Pumpe von der mechanischen Antriebsvorrichtung zu ermöglichen, ist zweckmässigerweise auf der einen kolbenstange ein Kupplungskörper mit einer schwlbenschwanzförmigen Nut angeordnet, in die ein auf der anderen Kolbenstange befestigtes, dem Querschnitt der Nut entsprechendes Passstück eingeschoben ist.

in der einzigen Figur der Zeichung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

Die Pumpe besteht im wesentlichen aus dem Zylinder 1 und dem im Zylinder gleitenden Pumpenkolben 2. Der (in der Zeichnung) rechts vom Kolben befindliche Zylinderraum ist mit einem pumpbaren Medium gefüllt, ebenso die zum (nicht dargestellten) Dilatationskatheter führende Verbindungsleitung 3. Zwischen dem Zylinder 1 und der Verb indungs leitung 3 ist das Druckmessgerät 4 angeordnet. Statt des Druckmessgerätes oder in Ergänzung dazu kann auch ein Ueberdruckventil vorgsehen sein. Der Zylinder 1 ist in die Stützplatten 5, 6 eingelegt, eine besondere Befestigung ist nicht nötig. Die Stützplatten sind auf der Grund-

909817/0558

AP 278

platte 7 befestigt.

Der Pumpenkolben 2 ist zur Abdichtung im Zylinder 1 mit zwei Dichtungsringen 8 versehen, die aus je einem in einer Umfangsnut des Kolbens untergebrachten O-Ring und einem darüberliegenden Lippenring bestehen.

Die Kolbenstange 9 des Kolbens 2 ist mit der dazu fluchtend angeordneten Kolbenstange 10 gekuppelt, welche zu einer mechanischen Antriebsvorrichtung gehört, die im wesentlichen aus dem Zylinder 11 und dem doppelseitig beaufschlagten, in der Zeichnung nicht sichtbaren Arbeitskolben besteht. Der Zylinder 11 ist in den Stützplatten 12, 13 gelagert.

An der Kolbenstange 10 ist der Kupplungskörper 14 angeordnet, der die schwalbenschwanzförmige Nut 15 aufweist. In die Nut ist ein entsprechend ihrem Querschnitt geformtes Passstück (nicht sichtbar) eingeschaben, das an der Kolbenstange 9 befestigt ist.

Die Anschlussstücke 16, 17 stehen über die Zuläufe 18, 19 mit den beiden Enden des Zylinders 11 in Verbindung. In die Zuläufe 18, 19 ist je ein Druckreduzierventil 20 bzw. 21 eingeschaltet.

Die Wirkungsweise der Pumpeinrichtung ist die folgende:

Ueber das Anschlussstück 16 und den Zulauf 18 wird ein Druckmedium dem Zylinder 11 zugeführt. Prinzipiell ist dafür jedes flüssige oder gasförmige Medium geeignet, doch erlaubt ein kompressibles Medium eine subtilere Bedienung der Einrichtung. Das Druckmedium bewegt den Arbeitskolben und damit über die gekuppelten Kolbenstangen Iu, 9 den Pumpenkolben 2 (in der Zeichnung) nach rechts. Das im Zylinder 1 befindliche Medium wird in die Verbindungsleitung 3 gepresst und füllt den daran angeschlossenen Dilatationskatheter. Der erzeugte Druck wird am Druckmessgerät 4 überwacht. Sobald der gwünschte Druck erreicht ist, wird die Zufuhr des Druckmediums zum Anschlussstück 16 unterbrochen, und die ganze Einrichtung befindet sich

909817/0558

AP 278

in Ruhe. Ist ein Ueberdruckventil vorhanden, so kann ein vorgewählter Druck nicht überschritten werden. Die Wahl eines maximalen Druckes von 3-8 atü hat sich als zweckmässig erwiesen.

Auch das von der Pumpe geförderte Medium kann prinzipiell flüssig oder gasförmig sein. Für eine klinische Anwendung ist jedoch ein kompressibles Medium zu gefährlich; für den vorliegenden Zweck hat sich eine Mischung aus einer physiologischen Kochsalzlösung und einem Röntgenkontrastmittel bewährt.

Zur Druckentlastung und Evakuation des Dilatationskatheters wird das Druckmedium über das Anschlussstück 17 und den Zulauf 19 der anderen Seite des Zylinders 11 zugeführt, der Arbeitskolben, die Kolbenstangen 9, 10 und der Pumpenkolben 2 bewegen sich nach links, in der Pumpe entsteht ein Unterdruck und das Medium wird aus dem Katheter gesaugt.

Mit dieser Einrichtung hat man es auch in der Hand, unterschiedliche Geschwindigkeiten der Kolben in beiden Richtungen zu erzielen. 'Wird z.B. das Druckreduzierventil 20 stärker gedrosselt als das Ventil 21, so erfolgt die Bewegung des Kolbens nach rechts langsamer als nach links, was einen behutsamen, gut kontrollierbaren Druckaufbau im Dilatationskatheter erlaubt.

Wenn die Geschwindigkeit in beiden ^ranslationsrichtungen gleich gross sein kann, dann genügt ein einziges Druckreduzierventil in der gemeinsamen Zuleitung für das Druckmedium, bevor es den beiden Anschlussstücken 16, 17 zugeführt wird.

Die Einrichtung kann in einfacher Weise durch einen Wippschalter mit dem Fusse betätigt werden. Bewegung des Schalters in der einen Richtung: Druckmedium wird der linken Seite des Zylinders 11 zugeleivet, in der Pumpe entsteht Druck. Bewegung in der anderen Richtung: Das Druckmedium wird der rechten Seite des Zylinders 11 zugeleitet, in der Pumpe entsteht Unterdruck. Bei Freigabe des Schalters verharrt die Einrichtung im Stillstand.

909817/0558

-/A

AP 278

Die beschriebene Ausbildung der Kupplung erlaubt es, die Pumpe nach oben herauszuheben,wobei das Passstück aus der Nut 15 im Kupplungskörper 14 herausgleitet. Zum Kuppeln wird das Passstück wieder in den Kupplungsköper 14 eingeschoben und die Pumpe auf die Stützplatten 5, 6 gelegt. Es ist keine weitere Befestigung notwendig. Die Möglichkeit der '-trennung der Pumpe von der mechanischen Antriebsvorrichtung ist insbesondere bei der nachstehend erwähnten Gassterilisation vorteilhaft.

Für den Antrieb der Pumpe kann jede zweckentsprechende mechanische Vorrichtung verwendet werden. In einem Operationssaal ist jedoch jede Vibration unerwünscht, wie sie z.B. bei einem motorischen Antrieb unvermeidlich wäre. Die Verwendung eines Druckmediums ist daher vorzuziehen.

Die Pumpe sowie Druckmessgerät, Verbindungsleitung und Dilatationskatheter werden vorteilhafterweise durch eine an sich bekannte Gassterilisation für den klinischen Einsatz vorbereitet, so dass auch im Falle eines Schadens am Katheter kein Eindringen von Keimen in den menschlichen Körper erfolgen kann.

909817/0558

Leerseite

Claims

AP

Pat entansprüche

\1 J Klinisch verwendbare Pumpeinrichtung für ein Dilatationsgerät mit einem Dilatationskatheter, vorzugsweise zum Oeffnen von Stenosen und Verschlüssen oder zum Verschliessen von Gefässen, Leitungen und Oeffnungen, unter Verwendung eines pumpbaren- Mediums,

gekennzeichnet durch eine mit dem Dilatationskatheter in Verbindung stehende, für die doppelte Funktion der Erzeugung von Druck wie von Unterdruck eingerichtete Pumpe (1,2).
2. Pumpeinrichtung nach -Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dilatationskatheter mit der Pumpe (1,2) in direkter Verbindung steht.
3. Pumpeinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Messgerät (4) zur Ueberprüfung des erzeugten Druckes bzw. Unterdruckes.
4. Pumpeinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Ueberdruckventil zur Verhinderung des Ueberschreitens eines vorgewählten Maximaldruckes im Dilatationskatheter.
5. Pumpeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (1,2) als Kolbenpumpe mit einem in beiden Translationsrichtungen wirksamen Kolben (2) ausgebildet ist.
6. Pumpeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenkolben (2) zwei Dichtungsringe (8) aufweist.
7. Pumpeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Dichtungsring (8) aus einem in einer Umfangsnut des Pumpenkolbens (2) untergebrachten O-Ring und einem darüberliegenden Lippenring besteht.
8. Pumpeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (1,2) durch eine mechanische Vorrichtung (10,11) angetrieben ist.

909817/0558

AP 278

- y- Aj
9- Pumpeinriclrbung nach Einspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Antriebsvorrichtung (10,11) im|ve sent liehen aus einem Zylinder (11) mit einem Arbeitskolben besteht, der von einem unter Druck stehenden Medium doppelseitig beaufschlagt ist.
10. Pumpeinrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch ein gasförmiges Druckmedium.
11. Pumpeinrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch mindestens ein Druckreduzierventil (20,21) im Strömungsweg des Druc kme diums.
12. Pumpeinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzielung unterschiedlicher Geschwindigkeiten für den Vor- und Rücklauf des Arbeitskolbens je ein iTuckreduzierventil (20,21) in den beiden Zuläufen (18 bzw.19) zum Zylinder (11) angeordnet ist.
13. Pumpeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (1,2) von der mechanischenjAntriebsvorrichtung (10,11) trennbar ist.
14. Pumpeinrichtung nach den Ansprüchen 5, 9 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kolbenstange (9) der Pumpe (1,2) und eine Kolbenstange (10) der mechanischen Antriebsvorrichtung (10,11) fluchtend angeordnet und miteinander gekuppelt sind.
15. Pumpeinrichtung nach den Ansprüchen 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, dass auf der einen kolbenstange (9,10) ein Kupplungskörper (14) mit einer schwalbenschwanzförmigen Wut (15) angeordnet ist, in die ein auf der anderen Kolbenstange (10 bzw.9) befestigtes, dem Querschnitt der Nut (15) entsprechendes Passstück eingeschoben ist.

9098 17/0558