WO2004052443A1 - Einstellbares hydrocephalusventil - Google Patents

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WO2004052443A1
WO2004052443A1 PCT/EP2003/013999 EP0313999W WO2004052443A1 WO 2004052443 A1 WO2004052443 A1 WO 2004052443A1 EP 0313999 W EP0313999 W EP 0313999W WO 2004052443 A1 WO2004052443 A1 WO 2004052443A1
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WO
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valve
spring
installation according
housing
magnets
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PCT/EP2003/013999
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English (en)
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Inventor
Christoph Miethke
Original Assignee
Christoph Miethke Gmbh & Co Kg
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M27/00—Drainage appliance for wounds or the like, i.e. wound drains, implanted drains
    • A61M27/002—Implant devices for drainage of body fluids from one part of the body to another
    • A61M27/006—Cerebrospinal drainage; Accessories therefor, e.g. valves
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/03—Detecting, measuring or recording fluid pressure within the body other than blood pressure, e.g. cerebral pressure; Measuring pressure in body tissues or organs
    • A61B5/031—Intracranial pressure

Definitions

  • the invention relates to a percutaneously adjustable Hydrocephalusventil for pressure equalization in the skull of a Hydrocephaluspatienten by drainage of excess brain water in the peritoneum (abdominal cavity) or in the heart of the patient.
  • Hydrocephalus patients have the following medical problem:
  • the brain is surrounded by a special fluid - the cerebrospinal fluid.
  • This brain water is formed in symmetrically arranged brain chambers, flows through channels into the outer CSF space and is resorbed there. Normally there is a balance between the amount of fluid produced and that absorbed.
  • hydrocephalus also called water head
  • this balance is disturbed, there is no longer sufficient liquid degraded.
  • the infant In the infant, this causes the head to grow abnormally, the brain is broken down, and the patient's skull is increasingly filled with only brain water. In the adult growth of the head is no longer possible, it comes very quickly to critical pressure values.
  • the brain is broken down (watered down). In adults, this can lead to difficulty walking, urinary incontinence and dementia.
  • Dje essential problems of the known adjustable valves are in the setting accuracy and safety against unintended adjustment of the valve system by externally applied magnetic fields. All previously available adjustable valves are based on a magnetic principle. On the valve side, magnets of different sizes are mounted on a rotatably mounted rotor. By externally generated magnetic fields, these rotors can be influenced in their position, which leads to an adjustment of a spring preload.
  • valves are the Medos Codman valve.
  • This valve contains a leaf spring, which rests on one side on a ruby ball, which is pressed by the leaf spring in the valve seat and on the other side on a stepped, rotatable rotor. Between these two points - approximately in the middle - the attachment of the leaf spring is arranged. If now the rotor is rotated by magnetic fields from the outside, the contact point changes and the ⁇ ffhanns characterizing of the valve is thus adjusted.
  • the adjustment range is between 3 and about 20 cm water column.
  • the outer diameter of the rotor is about 3 mm.
  • the twisting range of this valve is 360 °.
  • This valve shows the following systematic problem areas: The setting is changed unintended by external magnetic fields.
  • a control of this change can only be done with the help of X-rays. Especially for affected patients often necessary MRI examinations, especially for infants, thus entail the radiographic examination of the set pressure level. This is stressful for the patient and thus lends itself to the use of this valve type.
  • the adjustable SU 8 of Sophysa - a French company - is one of the adjustable adjustable valves.
  • the valve side magnets are arranged on a rotatable rotor.
  • the position of the rotor can be changed by external magnetic fields.
  • the adjustment range is also between 3 to 20 cm water column.
  • the adjustable range of rotation is about 90 °, ie setting 0 ° ensures, for example, minimum pressure, setting 90 ° maximum pressure.
  • this valve has the disadvantage that magnetic fields from the outside an unwanted rotation and adjustment of the opening characteristic to pull. In this construction, however, an X-ray inspection is not required. However, the unwanted adjustment is extremely easy to ensure, for example, by magnetic fields of headphones or simple panel magnets.
  • Polaris valve Due to these known difficulties, Sophysa has recently introduced a new development, the so-called Polaris valve. This valve is similar to the known valve largely. However, a magnetically activatable locking mechanism is additionally provided, which means that only a very specific arrangement of externally mounted magnets makes a rotation of the rotor possible.
  • a third adjustable valve is offered by Medtronic (PS Medical) on the market. It is the so-called strata valve. Similar to the above principles, two magnets are mounted on the valve side, which are integrated in a rotor. Magnetic fields from the outside allow the rotation of this rotor and the adjustment of the opening characteristic of the valve. This valve can be adjusted in four stages. The rotation of the rotor takes place by pulling the rotor to the externally applied magnetic field and subsequent rotation. Only when the rotor is tightened, a rotation is possible. So this valve also contains a kind of magnetic screening. Due to the rotation of this rotor, we changed the installation height of the same, the higher the rotor is mounted on a kind of stairs, the higher the opening pressure. Such a mechanism may limit the possibilities of unintentional adjustment, but it can never work safely.
  • the invention nevertheless holds to the known construction and has set itself the task of creating a valve that is easy to handle and safe.
  • This valve is still to have an internal, percutaneously operated adjusting device, which is moved with an external adjusting device.
  • the invention is based on the idea that the inside of the valve
  • Adjustment device in the unactuated state by friction against an unintended
  • Friction surfaces one of which is fixed, and preferably a surface on
  • Valve housing is, while the other friction surface belongs to the adjusting device in the valve.
  • the pressure associated with the frictional engagement can arise a) by the load of a spring pressure and / or b) by magnetic force
  • the spring provided according to a) is preferably formed by the valve housing itself.
  • the valve housing can have a resilient housing wall and a rotationally movable adjustment held centrally at a certain distance on the housing wall.
  • the adjustment can be configured as an adjustment plate or as a one-armed or multi-armed lever, rotor or molded part. In the following, only spoken by Verstelleller. That includes other trainings.
  • the distance to the housing wall is then chosen so that the adjustment plate is pulled in the unactuated state with the outer edge against the housing wall or pressed.
  • the associated voltage in the housing wall is formed when the housing wall is pressed during assembly of the adjustment plate.
  • the housing wall can only partially revert to its original shape due to the adjustment plate. Due to the spring material of the housing wall, the housing wall is nevertheless endeavored to regress into the initial shape that existed prior to assembly. This causes the desired pressure of Verstellellers on the housing wall.
  • the housing wall may be straight and assume a concave shape by the above-described deformation / indentation.
  • the housing wall can also initially be concavely arched and experience a further inward curvature by the above-described deformation / indentation.
  • the housing wall may also be originally convex and undergo a partial diminution of bulge or a complete diminution of bulge due to the deformation / indentation.
  • a convex initial shape by the deformation / inward curvature experienced an inward curvature.
  • the pressure force can be influenced by the thickness of the housing wall, by the extent of the original training, by the material of the housing wall and by the distance of the adjusting plate of the housing wall. An extensive optimization of the pressure can be achieved with a few attempts.
  • the pressing force in addition to or instead of spring can also be caused by permanent magnets of the adjusting device located in the valve.
  • a responsive to the magnetic fields of the permanent magnets material for the housing wall creates a contact pressure of the adjusting plate, which is a function of the power of the permanent magnet.
  • a material for the housing wall steel is particularly suitable.
  • the locking of the valve in the unactuated state is still affected c) by selecting the diameter of the adjustment plate and / or d) by the nature of the friction surfaces
  • a higher friction can be achieved by rough friction surfaces.
  • the A ists mecanics vom are roughened or coated with a high-friction material. The larger the diameter on which the friction surfaces lie on the housing wall, the greater the locking effect.
  • the adjustment plate assumes a more or less pronounced U-shape in cross-section. Then, the housing wall corresponds with a provided on the outer edge of the adjusting plate annular elevation.
  • the inventive friction is canceled e by a back pressure
  • a sufficient distance can be brought between the friction surfaces in order to move the adjustment device located in the valve freely.
  • the backpressure required to remove the frictional engagement is preferably applied by hand and can be caused by f) deformation of the spring which causes the spring pressure according to a) and / or g) by the magnetic force being canceled
  • the back pressure is generated by a housing wall forming the spring that is pressed from the outside against the housing wall.
  • the necessary backpressure can be determined at the factory and checked during a valve adjustment.
  • mechanical measuring devices i) electrical measuring devices are suitable for the control
  • a purely mechanical measuring device can be formed by an adjusting pin, which has a spring-mounted tip. By controlling the travel of the necessary counter pressure can be controlled and at the same time an excessive back pressure can be prevented.
  • the electrical measuring device can, for example, use a current-carrying strain gauge.
  • the strain gauge changes its resistance depending on the load, so that the current flow or the voltage changes. By measuring the change, the back pressure is measured. This can be used at the same time to give a visual and / or acoustic signal when reaching a minimum backpressure, which persists as long as the maximum backpressure is not exceeded or when the maximum back pressure is exceeded by an additional optical and / or acoustic Signal is supplemented.
  • the back pressure is limited to the allowable amount by: j) an intermediate spring member
  • the spring member is then provided in the outer adjustment device.
  • the spring member consists either of a long-stroke, preloaded spring.
  • This adjustment device is a corresponding design of the spring preload Resiliency of the adjusting device noticeably when the necessary pressure is reached at which the adjustment plate lifts off its associated friction surfaces.
  • the permissible pressure is exceeded only when the flexibility of the external adjusting device is no longer noticeable. In between, there is a substantial compliance area in which the attending physician may be sure to be in the range of allowable pressure when handling the valve.
  • valve adjustment takes place after loosening the adjustment plate: k) turning the adjustment plate
  • the large adjustment is reduced in a change in the spring load. That is, with a similar range of change of the spring load a larger adjustment is provided. To the extent that the adjustment becomes larger, the above reproduced danger of unwanted adjustment is reduced.
  • the spring is placed so that its plane of movement is parallel to the rotation plane of the adjustment plate.
  • the spring is placed so that its plane of movement is parallel to the rotation plane of the adjustment plate.
  • the spring can move in the direction in which the valve housing expands furthest. That's the direction of
  • a spring rod application which is arranged pivotably.
  • the spring bar can form a double-armed lever, one end of which is longer than the other end.
  • the one end of the lever is in operative connection with a valve ball or valve flap of the valve, the other end of the lever interacts with the described adjusting mechanism or the adjusting plate.
  • a sliding, known per se operative connection between the spring and the associated surface is preferably provided on the adjustment plate. That is, the spring slides on the contact surface of the adjustment plate.
  • the operative connection with the valve ball or the valve flap is formed by the fact that the short end slidably presses against the valve ball or the valve flap.
  • the operative connection with the adjusting mechanism with the Verstellmechnik is formed by the fact that a sliding surface for the other lever arm is provided on the rotatable or pivotable part. This sliding surface is formed as a curved path on which the spring rod slidably abuts.
  • the curved path makes it possible to give the valve within wide limits an adjustable valve characteristic.
  • the curved path preferably runs at least partially in a spiral shape.
  • the circumferential angle of the cam track on the sliding contact surface of the adjustment disc preferably comprises at least 300 degrees, more preferably at least 340 degrees.
  • valve ball or the valve flap it is important to retreat or adjust the corresponding lever arm. Or it depends on a change in the Andmckkraft of the voltage applied to the valve ball or valve flap lever arm.
  • the direction of rotation of the adjusting plate determines the pivoting direction of the lever.
  • reciprocating movement of the adjusting plate also results in a reciprocating pivotal movement of the lever in the direction of a minimum opening width or a minimum closing pressure on the valve or vice versa in the direction of the maximum opening width or the maximum Schacteddmckes.
  • the adjustment plate can also be moved in the same direction and still come back to the Verstell frustrating. This is achieved in that a transition is provided between the beginning of the curved path and the end of the curved path on the irehbeweglichen or pivotable adjustment plate. From the above it follows that the valve according to the invention can be rotated both to obtain a valve position on the shortest path to the new valve position and in the opposite direction of rotation to the end of the curved path and beyond in the new valve position. The latter may be desired if each valve setting should go out to control by a Verstell frustrating or beginning of the cam track.
  • the double-armed spring lever according to the invention preferably has an angular shape.
  • the two lever arms of the double-armed lever arm are at an angle to each other, which is less than 180 degrees, and may be less than 90 degrees.
  • the cross section of the spring according to the invention can be arbitrary.
  • Favorable are round and rectangular shapes.
  • Particularly favorable is a spring with a sheet-shaped or wire-shaped cross section.
  • a pin is suitable, the ends of which engage in corresponding recesses in the valve housing or in the valve cover or valve bottom.
  • the ends of the pin can also be pointed, so that the pin rotates in the recesses on the tips. This procedure is technically and economically favorable.
  • a weld or solder joint is suitable.
  • Other compounds are also suitable.
  • the spring according to the invention can readily rest on the curved path of the adjustment plate even when using a spring wire.
  • Valve ball side it is beneficial if a large-area contact between the spring and the valve ball takes place.
  • a sheet can be attached to the relevant spring end. The sheet is either welded or soldered or fastened in any other way.
  • the required for the adjustment of the valve rotation of the adjustment plate preferably takes place by means of additional externally arranged magnets and an external rotating device.
  • the magnets are preferably permanent magnets. Even more preferably, at least two magnets are diametrically opposed in the adjustment plate and at least the same number of magnets in the rotating device equally arranged opposite, wherein the magnets of the Verstellellers lie on a circular path whose diameter is equal to the diameter of the circular path on which the magnets of the rotary device are located.
  • the different magnets can be brought as close to each other as possible. Due to the proximity, the magnets can develop optimal forces.
  • the torques required for the generation of a torque arise when the magnets face each other with different poles, for example, with a south pole in the rotator and with a north pole in the Verstelleller.
  • the rotating device is also used as an adjusting device.
  • a device described below is used, with which not only the rotation described above but also the pressure described above can be exercised.
  • the magnets reinforce the locking by increasing the pressure and the friction between the adjustment plate and the valve housing.
  • the surface closest to the magnet is preferably designed as a reactive metal surface. Particularly reactive are steel surfaces.
  • the magnets are preferably small designs as pin magnets according to the claims use.
  • the small magnets also contribute to low valve dimensions, as they are the subject of the patent applications.
  • the adjusting device for the fiction, contemporary valve can also be designed with extremely small dimensions. According to the invention, this is used to reduce the diameter of the adjusting device and to a special shape of the adjusting device, namely the design of the adjustment in pen form, similar to a ballpoint pen.
  • the ballpoint pen-like design of the adjusting device allows the handling of the adjusting device such as the handling of a pen or ballpoint pen, z. B by wearing in a breast pocket.
  • a mechanism as in a ballpoint pen can be used to move the magnets provided at the head of the pretorner device in the longitudinal direction of the pin (with the pin against the head of the patient or against the valve) or back. In the vertical position of the pen that is a lifting and lowering.
  • the pin-shaped outer adjustment device has at the front end a cap with which the adjustment direction is placed.
  • the magnets automatically cause a centering of the adjusting device, so that it is easy to actuate the adjusting device by turning.
  • FIG 1 shows a schematic cross-sectional drawing of the invention in multiple magnification.
  • the valve consists of a solid Titangephaseuse 16, in which a valve spout 11 is introduced.
  • the sapphire ball 5 is pressed by the leaf spring 4 in the valve seat.
  • the leaf spring 4 forms a functional Einlieft with the spring wire 3 and a visible in Figure 2 axis 15.
  • rotor 1 Verstelleller two magnets 2 and 3 are introduced with reverse polarity.
  • the rotor 1 is held on an axis 7.
  • the axis 7 is located at a bottom 18 of the titanium case 16.
  • the bottom 18 is curved.
  • the rotor 1 is stretched with a screw 6 on the axis 7 against the lid so that a contact pressure of the rotor 1 at the bottom 18 and its elastic Verbiegun ⁇ done.
  • the Contact pressure is such that the frictional force is sufficient to prevent rotation of the rotor 1 due to external magnetic fields.
  • the bottom 18 preferably has a thickness of 0.1 to 0.2 mm, in other embodiments a thickness of up to 0.5 mm.
  • the elastic deflection associated deformation is preferably 0.01 mm to about 0.1 mm, in other embodiments up to twice the soil thickness. The stronger the ground is biased, the stronger must be pressed later from the outside, to effect a lifting of the rotor 1 at 6 of the bottom 18 and cancel the locking of the rotor 1 on the bottom 18.
  • the position of the rotor 1 defines the force exerted by the leaf spring 4 on the sapphire ball 5.
  • FIG. 2 shows a valve opened from below.
  • the spring 10 which is welded to the axis 15 and the leaf spring 4.
  • These components are preferably made of a metallic material, in particular of titanium or a titanium alloy.
  • the spring wire of the spring 10 preferably has a diameter of 0.1 mm, in other embodiments, the spring wire may have a smaller cross section for shorter lengths and a larger cross section for larger lengths.
  • the cross section of the spring wire is circular in the embodiment.
  • the leaf spring preferably has a thickness of also 0.1 mm and a height of about 1 mm. For other embodiments with smaller lengths and larger lengths, the notes on the wire of the spring 10 apply accordingly.
  • the leaf spring is very stiff.
  • the axis 7 has in the drawing on the left a paragraph and pin, with which it projects into a smaller bore of the part 9 on the rotor 1. In the installed state, there is a gap at the point 19 between the axis 7 and the part 9.
  • the rotor 1 has a cam disc 13.
  • the rotor 1 is shown in the minimum position.
  • the spring 10 is brought at the contact point 21 corresponding to the cam 13 in its maximum position, so that the resulting opening pressure is now maximum.
  • the height difference between the minimum and maximum spring deflection of part 4 or 10 is about 0.7 to 0.8 mm. In concrete terms, however, this depends on the dimension of the selected titanium wire 10.
  • the arrangement of the two magnets 2 and 3 is such that an externally applied magnetic field can generate a maximum torque.
  • the distance between the two magnets is 7 mm in the embodiment, in another embodiment, 8 mm and in still other embodiments to 20mm. Specifically, this distance depends on the outer dimensions of the housing.
  • the circular housing preferably has a diameter of 14mm, in other embodiments to 19mm and in still other embodiments to 31mm and is ergonomically shaped so that on the one hand the position of the valve can be well felt from the outside, but on the other hand, the overlying the valve tissue not harmed. Sharp edges are therefore avoided.
  • the rotor has a tip 22, shown in FIG. This tip beats against stop 14 at the minimum value and against stop 23 at the maximum value. This stop prevents in the exemplary embodiment that maximum and minimum settings merge directly into one another and remain easily distinguishable at all times. In other embodiments, a transition is optionally provided.
  • the axis 15 preferably has a diameter of 0.3 mm and may optionally have a top and bottom a tip to minimize the bearing forces. Due to the construction described a rotation of the rotor 1 is only possible if the bottom 18 pressed in the drawing to the left and the rotor 1 is thereby freely rotatable. At the same time, a specific magnetic field must be arranged from the outside in this state in order to ensure a rotation. If the soil is then relieved, the position of the rotor is elastic Clamp fixed. Now arises between the inlet 11 and the outlet 12 of the valve, a differential pressure which is greater than the ⁇ ffhungstik of the valve, the ball 5 is pressed from its valve seat against the leaf spring and moved in the direction of the rotor.
  • the actual valve characteristic is defined by the rotational position of the rotor 1 or the resulting position of the support point 21 on the spiral or the cam 13.
  • a non-linear course of the opening characteristic as a function of Rotation angle of the rotor 1 can be adjusted.
  • the rotor is made so that in all initial positions of the rotor, a rotation of 10 degrees in one direction or the other, the same change in the opening pressure of the valve entails.
  • the arrangement of the magnets 2 and 3 as far apart as possible has the advantage that as large as possible adjusting moments can be realized with the lowest possible Magnetl practicen.
  • the neodymium magnets used here have a cylindrical shape with a diameter of 1 mm and a height of about 1.2 mm.
  • the manufacture of housing and rotor and the production of other titanium components has the advantage of being able to set an ideal bearing clearance with precise fits and to avoid unwanted play as well as unwanted increased friction systematically.
  • the axis 7 preferably has a diameter of 1 mm, the play at position 24 between the axis 7 and rotor 1 is preferably tolerated by a tight clearance fit. Such just a clearance fit is provided for mounting the axle 15 in the valve housing.
  • This axis 15 is similar to a door hinge mounted in the valve housing and allows the almost frictionless rotation of the leaf spring 4 in the context of opening and closing the valve.
  • the height of the valve is about 4.5 mm, much lower heights are not necessarily desirable, although possible, since the palpatory finding of the valve should not be too difficult.
  • a thin-walled tube 26 having a diameter of about 12 mm is closed at one end by a plug 25.
  • a needle-bearing measuring mechanism is installed on the other side. These include: Measuring drum 28, on the surface of a scale is applied, is connected to the axis 32 which is mounted in the bearing bush 29 at the points 34 and 33. The bushing 29 is inserted into the tube 26 that a displacement and rotation of the same is not possible.
  • a movable cap is inserted into the tube, which is pushed outwards by a spring force.
  • the spring 30 is supported on the bearing bush 29 and presses the ring 37 against the cap 31.
  • the cylinder 38 Connected to the needle 32 is the cylinder 38. Inserted in the cylinder 38 are magnets 35 and 36. In one magnet, the outside pole negative, positive for the other. The distance of the magnets corresponds approximately to the distance of the magnets within the valve, as well as the diameter.
  • FIG. 4 shows another embodiment of an adjusting pin.
  • the dimensions correspond approximately to the dimensions of an ordinary ballpoint pen, ie, the tube has an outer diameter of preferably 12 mm and a length of about 10 cm.
  • the Setting wheel 40 is firmly fixed on the axle 41. A rotation of this wheel causes a rotation of the axis.
  • two magnets 50 are cylindrical in the axis. As in the valve, these magnets are polarized differently. In one magnet, the south pole is below, in the other, the north pole is below.
  • the position of the two magnets on the axis corresponds to the position of the scale, which is mounted on part 47. This scaling is also fixed to the axis.
  • the bush 48 serves as a bearing for the axle 41.
  • the bushing is introduced by O-rings, through which the bushing is fixed in the sleeve 45.
  • a second bearing bush is attached to the upper portion of the pin, part 42.
  • axis 43 is fixed as a plain bearing in socket 42.
  • the adjusting pin contains two different springs: a strong spring 44 and an extremely soft spring 46.
  • the force of the spring 44 is transmitted through the axis 51 on the lower tip, which is to exert the force on the valve to be decoupled in the application.
  • the diameter of the axis at the top should preferably be about 3 mm, the lower end should be dome-shaped rounded.
  • the attached in the lower end of the pin cap 51 protects the storage and introduced in the axis 41 magnets 50. Through the window 53, the position of the magnets on the scale of the scale drum 47 is read. Due to the proposed construction, it is possible to build the Vsrstellü conceivable small, without affecting the adjustment negative. For the first time it becomes possible to realize such adjusting pins. Constraction allows the magnets to be placed as close as possible to the patient's skin. Under simultaneous pressure load of the valve body, a fine and precise adjustment can be made.
  • FIGS. 5 to 7 show further exemplary embodiments
  • Fig. 5 shows a section through an inventive valve in an enlarged view.
  • a diameter of less than 20 mm and a thickness of less than 6 mm is provided in the embodiment.
  • the dimensions may be even lower in other embodiments.
  • To the valve includes a steel housing, which consists of a cylindrical ring 101, a molded steel base 102 and a lid 103.
  • the ring 101 is provided with an insert 104 on the inflow side.
  • a valve ball 105 which seals in a valve bore 106.
  • the valve ball 105 is pressed against the valve bore 106 with a wire-shaped spring.
  • the spring is designed as a double-armed lever arm with a long lever arm 107a and a small / short lever arm 107b.
  • the two lever arms 107a and 107b are at an acute angle to each other, because the section passes through the valve center and because the spring is shown in the area, which is behind the cutting plane in the picture and because the free end of the lever arm 107a in the area not shown runs, which lies in front of the cutting plane and because the representation of the short lever arm 107b points to a course exactly perpendicular to the plane of representation and sectional plane. In other embodiments, other angles are provided.
  • the spring is soldered to a pin 109.
  • the pin 109 is disposed laterally of the valve ball 105 and has two pointed ends with which it is pivotally mounted in the cylindrical ring 101.
  • a plate 108 is fixed, with which the spring presses against the valve ball 105. The more the spring presses, the greater the valve resistance to the ingress of cerebrospinal fluid. The less the spring presses, the lower the valve resistance to the ingress of cerebrospinal fluid.
  • the penetrating liquor passes through an outlet opening and an implanted tubing, not shown, into the abdominal cavity of the patient.
  • the long lever arm 107a extends in the embodiment to the middle of the cylindrical ring 101 and slides there on a Kurvenbalin 110.
  • the curved path is in a slot. It forms there the bottom of the slot and is part of a cylindrical shaped part 111 as Verstelleller, hereinafter referred to as a molded part.
  • the one lateral boundary of the slot is formed by the cylindrical molding 111.
  • the other lateral boundary of the slot is formed by a disc 112.
  • Fig. 6 shows details. There, a section of the molded part 111 is shown with the cam track 110a and the lateral boundary 110b, which is formed by the molding 111 itself.
  • the curved path 110a has a beginning 11 od and an end 11 oe.
  • the disc 112 sits on a shoulder of the molding 112 and is fixed there in a manner not shown.
  • connection 110c is provided between the end of 1 lOe and the beginning 1 lOd of the curved path, so that the molding can be easily turned on reaching the end of 1 lOe to get back to the beginning of 1 lOd.
  • the molded part 111 is rotatably mounted on a bearing pin 112 and secured there with a ring 114.
  • the molded part 111 has bores 115 and 116 for diametrically opposed permanent magnets.
  • the permanent magnets are designed as pin magnets. Their diameter is in the embodiment at 2 mm.
  • the magnets are held by cover 117 in the recesses 115 and 116. Their distance from the steel bottom 102 of the valve housing is low.
  • the molded part 111 is rotated and increased or decreased as needed by the spring pressure. The adjustment takes place by rotation of the molded part 11.
  • the adjusting device includes a housing 125 with a cap 126, with which the adjusting device is placed on the valve.
  • a head 127 is provided with two pin magnets 128.
  • the pin magnets 128 are the same distance as the magnets of the molded part 111, but are arranged so that they point to the magnets of the molded part 111 when placing the adjusting device on the valve with other poles. This will pull the magnets and follows the molded part 111 of a rotation or a pivoting movement of Verstelleinheimtung by a same direction rotation or same direction pivoting.
  • the exact positioning of the adjusting device also facilitates. When lightly touched, the attraction of the magnets causes the adjustment device to be in the correct position.
  • the housing bottom or housing cover is elastically deformed.
  • the deformation thickness is in the exemplary embodiment 0.2 mm.
  • Friction surfaces The friction is canceled. Accordingly easy, the molding can rotate or swing.
  • a corresponding free space is created in the housing.
  • the lid 103 has a recess for the
  • Ring 114 and the bolt 113 is provided.
  • a mechanism for pressing a mechanism is provided in the adjusting device, similar to a ballpoint pen.
  • the mechanic offers a resilient pressure.
  • the spring secures the valve body from excessive deformation.
  • the magnets can be locked with the ballpoint pen mechanism in the position required for adjusting in the cap 126 and be withdrawn after adjustment. This prevents when removing the adjusting device that unwanted further adjustment takes place by clumsy movement of the adjusting device.
  • the pressing of the head 127 in the cap 126 is selected by appropriate design of the spring system so that a rotation of the housing 125 by the attending physician leads to the entrainment of the head 127.
  • a guide of the head 127 is additionally or alternatively provided, which alone or together with a pressing causes the described entrainment of the head 127 upon rotation of the housing 126.
  • a tongue and groove connection is provided in one embodiment, which allows the axial mobility, but causes a rotationally fixed arrangement in the circumferential direction.

Abstract

Nach der Erfindung wird ein einstellbares Hydrocephalusventil mit einer mechanischen Bremse versehen, die durch perkutanes Drücken auf das Ventilgehäuse entkoppelt werden kann und in diesem Zustand die Verstellung der Öffnungscharakteristik des Ventiles durch Verdrehen von extern angebrachten Magneten ermöglicht. Zur Erfassung des eingestellten Druckes bzw. zur Einstellung des Druckes werden spezielle Verstell- bzw. Messstiftprinzipien vorgestellt, durch die die jeweiligen Funktionen Messen und Verstellen vereinfacht und gleichzeitig verbessert werden.

Description

Einstellbares Hydrocephalusventil
Die Erfindung betrifft ein perkutan verstellbares Hydrocephalusventil zum Druckausgleich im Schädel eines Hydrocephaluspatienten durch Drainage von überschüssigem Hirnwasser ins Peritoneum (Bauchhöhle) oder in das Herz des Patienten.
Hydrocephaluspatienten haben folgendes medizinisches Problem:
Das Gehirn ist von einer speziellen Flüssigkeit - dem Liquor - umgeben. Dieses Hirnwasser wird in symmetrisch angeordneten Hirnkammern gebildet, strömt durch Kanäle in den äußeren Liquorraum und wird dort wieder resorbiert. Normalerweise besteht ein Gleichgewicht zwischen der produzierten und der resorbierten Flüssigkeitsmenge. Bei der Erkrarikung des Hydrocephalus (auch Wasserkopf genannt) ist eben dieses Gleichgewicht gestört, es wird nicht mehr ausreichend Flüssigkeit abgebaut. Das führt zu einem Druckanstieg im Kopf des Patienten. Beim Säugling führt dies dazu, dass der Kopf abnorm wächst, das Gehirn wird abgebaut und das Schädelinnere des Patienten ist zunehmend mit nur noch Hirnwasser gefüllt. Beim Erwachsenen ist ein Wachstum des Kopfes nicht mehr möglich, hier kommt es sehr schnell zu kritischen Druckwerten. Das Gehirn wird abgebaut (verwässert). Beim Erwachsenen kann dies zu Schwierigkeiten beim Gehen, Harninkontinenz und Demenz führen.
Zur Behandlung des Hydrocephalus hat sich seit den 50er Jahren die Implantation eines künstlichen Drainagesystems bewährt. Hierbei wird eine künstliche Verbindung von den Kammern im Gehirn zu einem Ableitungsmedium geschaffen. Heute wird in der Regel das Peritoneum (die Bauchhöhle) gewählt. Alternativ ist die Ableitung in den Norhof des rechten Herzens auch üblich. In diese Systeme wurden spezielle Ventile integriert, die die Flüssigkeitsabfuhr kontrollieren sollen. Seit der Einführung der künstlichen Drainage zur Hydrocephalustherapie Anfang der 50er Jahre sind zahlreiche unterschiedliche Ventilsysteme vorgeschlagen worden, um das Behandlungsergebnis zu optimieren.
In den letzten Jahren sind zunehmend zwei konkurrierende Ventilprinzipien in das Augenmerk der Fachleute gerückt: einerseits perkutan verstellbare Ventile, bei denen die Öffnungscharakteristik an individuelle Patientenbedürfnisse angepasst werden kann, und andererseits Ventile, die eine sich lagebedingt ändernde Öffnungscharakteristik garantieren.
BESTÄTIGUΝGSKOPIE Letztgenannte Ventilsysteme haben in der Stehendposition des Patienten einen signifikant höheren Öffnungsdruck als in der Liegendposition. Beide Ventilsysteme werden heute sehr erfolgreich zur Therapierung des Hydrocephalus verwendet.
Wünschenswert ist die Kombination beider Ventiltypen. Im Rahmen der Erfindung wird eine solche Kombination nun konkret vorgeschlagen, wobei die bekannten Probleme bisher verfügbarer, verstellbarer Ventilsysteme gelöst werden.
Dje wesentlichen Probleme der bekannten verstellbaren Ventile liegen in der Einstellgenauigkeit und in der Sicherheit gegen unintendiertes Verstellen des Ventilsystems durch von außen anliegende Magnetfelder. Alle bisher verfügbaren, verstellbaren Ventile basieren auf einem magnetischen Prinzip. Ventilseitig sind Magnete unterschiedlicher Größe an einem drehbar gelagerten Rotor angebracht. Durch von außen erzeugte Magnetfelder lassen diese Rotoren sich in ihrer Stellung beeinflussen, was zu einer Verstellung einer Federvorspannung führt.
Zu den bekanntesten Ventilen gehört das Medos-Codman-Ventil. Dieses Ventil enthält eine Blattfeder, die an der einen Seite auf einer Rubinkugel aufliegt, die durch die Blattfeder in den Ventilsitz und auf der anderen Seite auf einem treppenförmigen, drehbaren Rotor gedrückt wird. Zwischen diesen beiden Punkten - etwa in der Mitte - ist die Befestigung der Blattfeder angeordnet. Wird nun der Rotor durch Magnetfelder von außen gedreht, verändert sich der Auflagepunkt und die Öffhungscharakteristik des Ventils wird somit verstellt. Der Einstellbereich liegt zwischen 3 und etwa 20 cm Wassersäule. Der Außendurchmesser des Rotors beträgt etwa 3 mm. Der Verdrehbereich dieses Ventils beträgt 360 °. Dieses Ventil zeigt folgende systematische Problemfelder: Die Einstellung wird unintendiert durch außen anliegende Magnetfelder verändert. Eine Kontrolle dieser Veränderung kann nur mit Hilfe von Röntgenaufnahmen erfolgen. Gerade für betroffene Patienten häufig notwendige MRT- Untersuchungen, insbesondere für Säuglinge, ziehen somit die röntgenologische Untersuchung der eingestellten Druckstufe nach sich. Dies ist belastend für den Patienten und lLnitiert somit den Einsatz dieses Ventiltyps.
Auch das verstellbare SU 8 von Sophysa - einer französischen Firma - zählt zu den bekamiten verstellbaren Ventilen. Auch hier sind ventilseitig Magnete an einem drehbaren Rotor angeordnet. Die Position des Rotors kann durch Magnetfelder von außen verändert werden. Saphirkugel drückt und dadurch die Ventilcharakteristik definiert. Wird der Rotor gedreht, verändert sich die resultierende Einspannlänge der Blattfeder und somit der Öffnungsdruck. Eine kurze Einspannlänge hat einen hohen Öffnungsdruck zur Folge, eine lange Einspannlänge einen niedrigen Öffnungsdruck. Der Verstellbereich liegt auch hier zwischen 3 bis 20 cm Wassersäule. Der verstellbare Drehbereich liegt bei etwa 90 °, d. h., dass die Einstellung von 0 ° beispielsweise den minimalen Druck sicherstellt, die Einstellung von 90 ° den maximalen Druck. Die wesentlichen Schwachstellen dieser Konstruktion bestehen einerseits eben in diesem geringen Verstellbereich, da die Genauigkeit eines solchen Systems umso geringer wird, je geringer der verwendete Drehwinkel ist. Auch dieses Ventil hat den Nachteil, dass Magnetfelder von außen eine ungewollte Verdrehung und Verstellung der Öffnungscharakteristik nach sich ziehen. Bei dieser Konstruktion ist allerdings eine Röntgenkontrolle nicht erforderlich. Dafür ist allerdings die ungewollte Verstellung extrem einfach zu gewährleisten, beispielsweise durch Magnetfelder von Kopfhörern oder einfache Tafelmagnete.
Auf Grund dieser bekannten Schwierigkeiten hat die Firma Sophysa kürzlich eine neue Entwicklung vorgestellt, das so genannte Polaris-Ventil. Dieses Ventil ähnelt dem bekannten Ventil weitgehend. Allerdings ist zusätzlich ein magnetisch aktivierbarer Verblockungsmechanismus vorgesehen, der dazu führt, dass nur eine ganz spezifische Anordnung von extern angebrachten Magneten eine Verdrehung des Rotors möglich macht.
Ein drittes verstellbares Ventil wird von der Firma Medtronic (PS Medical) am Markt angeboten. Es handelt sich um das so genannte Strata-Ventil. Ähnlich den genannten Prinzipien sind ventilseitig zwei Magnete angebracht, die in einen Rotor integriert sind. Magnetfelder von außen ermöglichen die Verdrehung dieses Rotors und die Verstellung der Öffnungscharakteristik des Ventils. Dieses Ventil lässt sich in vier Stufen verstellen. Die Verdrehung des Rotors erfolgt durch Heranziehen des Rotors an das außen anliegende Magnetfeld und anschließende Rotation. Erst wenn der Rotor angezogen wird, ist eine Verdrehung möglich. Auch dieses Ventil enthält also eine Art magnetische Rasterung. Durch die Verdrehung dieses Rotors wir die Einbauhöhe des gleichen verändert, je höher der Rotor auf einer Art Treppe gelagert ist, umso höher ist der Öffnungsdruck. Ein solcher Mechanismus schränkt die Möglichkeiten der unintendierten Verstellung vielleicht ein, kann aber niemals sicher funktionieren.
Allen dargestellten Ventilen sind folgende Probleme einzeln oder zu mehreren gemeinsam: 1. Einstellungsfehler 2. Lesefehler hinsichtlich des eingestellten Öffnungdruckes
3. nicht intendierte Verstellung
4. Funktionsschwächen
Die Erfindung hält gleichwohl an der bekannten Bauweise fest und hat sich die Aufgabe gestellt, ein Ventil zu schaffen, daß handhabungsfreundlich und sicher ist. Dieses Ventil soll nach wie vor eine innen liegende, perkutan zu betätigende Versteileinrichtung besitzen, die mit einer außen liegenden VerStelleinrichtung bewegt wird.
Dabei geht die Erfindung von der Überlegung aus, die im Ventil innen liegende
VerStelleinrichtung im unbetätigten Zustand durch Reibungsschluß an einer nicht intendierten
Verstellbewegung zu hindern. Der Reibungsschluß entsteht durch entsprechenden Druck der
Reibungsflächen, von denen die eine fest angeordnet ist und vorzugsweise eine Fläche am
Ventilgehäuse ist, während die andere Reibungsfläche zu der Versteileinrichtung im Ventil gehört.
Der zu dem Reibungsschluß gehörende Druck kann entstehen a) durch die Last eines Federdruckes und/oder b) durch Magnetkraft
Die nach a) vorgesehene Feder wird vorzugsweise durch das Ventilgehäuse selbst gebildet. Das Ventilgehäuse kann dazu eine federnde Gehäusewand und einen an der Gehäusewand mittig in bestimmtem Abstand gehaltene, drehbewegliche Verstellung besitzen. Die Verstellung kann als Verstellteller oder als einarmiger oder mehrarmiger Hebel, Rotor oder Formteil ausgebildet sein. Im weiteren wird nur von Verstellteller gesprochen. Das schließt andere Ausbildungen ein.
Der Abstand zur Gehäusewand ist dann so gewählt, daß der Verstellteller im unbetätigten Zustand mit dem Außenrand gegen die Gehäuse wand gezogen bzw. gedrückt wird. Die damit verbundene Spannung in der Gehäusewand entsteht, wenn die Gehäusewand bei der Montage des Verstelltellers eingedrückt wird. Nach der Montage kann die Gehäusewand sich aufgrund des Verstelltellers nur noch teilweise in die ursprüngliche Form zurückbilden. Aufgrund des Federmaterials der Gehäusewand ist die Gehäusewand gleichwohl bemüht, sich in die vor der Montage bestandene Ausgangsform zurückzubilden. Das verursacht den gewünschten Andruck der Verstelltellers an der Gehäusewand. Die Gehäusewand kann gerade sein und durch die oben beschriebene Verformung/Eindrückung eine konkave Form einnehmen.
Die Gehäusewand kann auch ursprünglich konkav gewölbt sein und durch die oben beschriebene Verformung/Eindrückung eine weitere Einwärtswölbung erfahren. Die Gehäusewand kann auch ursprünglich konvex sein und durch die Verformung/Eindrückung eine teilweise Verringerung der Auswölbung oder eine vollständige Verringerung der Auswölbung erfahren. Wahlweise entsteht auch aus einer konvexen Ausgangsform durch die Verformung/Einwärtswölbung eine Einwärtswölbung erfahren.
Die Andruckkraft kann durch die Dicke der Gehäusewand, durch das Maß der ursprünglichen Ausbildung, durch das Material der Gehäusewand und durch den Abstand des Verstelltellers von der Gehäusewand beeinflußt werden. Eine weitgehende Optimierung des Andruckes kann mit wenigen Versuchen erreicht werden.
Wie unter b) erläutert, kann die Andruckkraft zusätzlich oder anstelle von Feder auch durch Permanentmagnete der im Ventil liegenden Versteileinrichtung verursacht werden. Bei Verwendung eines auf die Magnetfelder der Permanentmagnete reagierenden Werkstoffes für die Gehäusewand entsteht ein Andruck des Verstelltellers, der in Abhängigkeit von der Leistungskraft der Permanentmagneten steht. Als Material für die Gehäusewand ist Stahl besonders geeignet.
Vorzugsweise wird die Arretierung des Ventils im unbetätigten Zustand noch beeinflußt c) durch Wahl des Durchmessers des Verstelltellers und/oder d) durch die Beschaffenheit der Reibungsflächen
Eine höhere Reibung läßt sich durch rauhe Reibungsflächen erreichen. Wahlweise sind die A^etierungsflächen dazu aufgerauht oder mit einem reibungsintensiven Material beschichtet. Je größer der Durchmesser ist, auf dem die Reibungsflächen an der Gehäusewand liegen, desto größer ist die Arretierungswirkung.
Günstig ist auch eine Bauform, in welcher der Verstellteller im Querschnitt eine mehr oder weniger ausgeprägte U-form einnimmt. Dann korrespondiert die Gehäusewand mit einer am Außenrand des Verstelltellers vorgesehenen ringförmigen Erhebung.
Vorzugsweise wird der erfmdungsgemäße Reibungsschluß aufgehoben e durch einen Gegendruck Mit dem Gegendruck kann zwischen die Reibungsflächen ein ausreichender Abstand gebracht werden, um die im Ventil liegende Versteileinrichtung frei zu bewegen.
Der zur Aufhebung des Reibungsschlusses erforderliche Gegendruck wird vorzugsweise von Hand aufgebracht und kann entstehen durch f) durch Verformung der für den Federdruck nach a) ursächlichen Feder und/oder g) durch Aufhebung der Magnetkraft
Der Gegendruck wird bei einer die Feder bildenden Gehäusewand dadurch erzeugt, daß von außen gegen die Gehäusewand gedrückt wird. Der notwendige Gegendruck kann werksseitig bestimmt und bei einer Ventilverstellung kontrolliert werden. Für die Kontrolle eignen sich h) mechanische Meßeinrichtungen i) elektrische Meßeinrichtungen
Eine rein mechanische Meßeinrichtung kann durch einen Verstellstift gebildet werden, der eine federnd gelagerte Spitze besitzt. Durch Kontrolle des Federweges kann der notwendige Gegendruck kontrolliert und zugleich ein übermäßiger Gegendruck verhindert werden.
Die elektrische Meßeinrichtung kann zum Beispiel einen stromdurchflossenen Dehnungsmeßstreifen nutzen. Der Dehnungsmeßstreifen verändert je nach Belastung seinen Widerstand, so daß sich der Stromfluß oder die Spannung verändert. Durch Messung der Veränderung wird der Gegendruck gemessen. Das kann zugleich genutzt werden, um bei Erreichen eines Mindest-Gegendruckes ein optisches und/oder akustisches Signal zu geben, das solange anhält wie der Maximal-Gegendruck nicht überschritten wird oder das bei Überschreiten des Maximal-Gegendruckes durch eine zusätzliches optisches und/oder akustisches Signal ergänzt wird.
Wahlweise wird der Gegendruck auf das zulässige Maß begrenzt durch: j) ein zwischengeschaltetes Federglied
Das Federglied ist dann in der außen liegenden VerStelleinrichtung vorgesehen. Das Federglied besteht wahlweise aus einer langhubigen, vorgespannten Feder. Bei dieser VerStelleinrichtung wird bei entsprechender Auslegung der Federvorspannung eine Nachgiebigkeit der Versteileinrichtung merklich, wenn der notwendige Druck erreicht ist, bei dem der Verstellteller von seinen zugehörigen Reibungsflächen abhebt. Der zulässige Druck wird erst überschritten, wenn die Nachgiebigkeit der außen liegenden Versteileinrichtung nicht mehr spürbar ist. Dazwischen ist ein erheblicher Nachgiebigkeitsbereich vorgesehen, in dem sich der behandelnde Arzt bei der Handhabung des Ventiles sicher sein kann, in dem Bereich zulässigen Druckes zu sein.
Vorzugsweise erfolgt die Ventil Verstellung nach Lösen des Verstelltellers: k) Drehen des Verstelltellers
Noch weiter bevorzugt ist ein großer Verstellweg zwischen der minimalen Öffnungsstellung und der maximalen Öffnungsstellung des Ventils vorgesehen. Das erhöht die
Verstellsicherheit und die Verstellgenauigkeit.
Der große Verstellweg wird in eine Änderung der Federbelastung untersetzt. Das heißt, bei vergleichbarem Änderungsbereich der Federbelastung ist ein größerer Verstellweg vorgesehen. In dem Umfang, in dem der Verstellweg größer wird, verringert sich die oben wiedergegebene Gefahr unerwünschter Verstellung.
Vorteilhafterweise erhöht sich zugleich die Genauigkeit der Verstellung mit größer werdendem Verstellweg.
Die Möglichkeit zur größeren Gestaltung des Verstellweges ergibt sich durch Änderung der
Lage der Feder. Nach der Erfindung wird die Feder so gelegt, daß deren Bewegungsebene parallel zur Dreh-Ebene des Verstelltellers liegt. Im erfϊndungsgemäßen Sinne ist die
Parallelität auch dann gegeben wenn die Ebenen zusammenfallen.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Feder kann die Feder sich in der Richtung bewegen, in der sich das Ventilgehäuse am weitesten ausdehnt. Das ist die Richtung der
Flachseite.
Wahlweise findet als Feder ein Federstab Anwendung, der schwenkbeweglich angeordnet ist. Der Federstab kann einen doppelarmigen Hebel bilden, dessen eines Ende länger als das andere Ende ist. Dadurch findet nach Wahl eine Übersetzung oder Untersetzung der Hebelbewegung bzw. der Hebelkraft statt. Das eine Hebelende steht mit einer Ventilkugel oder Ventilklappe des Ventils in Wirkverbindung, das andere Hebelende wirkt mit der beschriebenen Verstellmechanik bzw. dem Verstellteller zusammen. Dabei ist vorzugsweise eine gleitende, an sich bekannte Wirkverbindung zwischen der Feder und der zugehörigen Fläche an dem Verstellteller vorgesehen. Das heißt, die Feder gleitet auf der Berührungs-Fläche des Verstelltellers.
Die Wirkverbindung mit der Ventilkugel bzw. der Ventilklappe wird dadurch gebildet, daß das kürze Ende gleitend gegen die Ventilkugel bzw. die Ventilklappe drückt. Die Wirkverbindung mit der Verstellmechanik mit der Verstellmechnik wird dadurch gebildet, daß an dem drehbeweglichen oder schwenkbeweglichen Teil eine Gleitfläche für den anderen Hebelarm vorgesehen ist. Diese Gleitfläche ist als Kurvenbahn ausgebildet, an welcher der Federstab gleitend anliegt. Die Kurvenbahn erlaubt es, dem Ventil in weiten Grenzen eine einstellbare Ventilcharakteristik zu geben. Die Kurvenbahn verläuft vorzugsweise zumindest teilweise spiralförmig. Der Umfangswinkel der Kurvenbahn an der Gleit-Berührnngsfläche des Verstelltellers umfaßt vorzugsweise mindestens 300 Grad, noch weiter bevorzugt mindestens 340 Grad.
Je nach den Hebelverhältnissen wird die Bewegung des an der Kurvenbahn des Verstelltellers anliegenden Hebelarmes auf den anderen, an der Ventilkugel oder Ventilklappe anliegenden Hebelarm übersetzt oder untersetzt.
Je nach Auslegung der Ventilkugel oder der Ventilklappe kommt es dabei auf ein Zurückweichen oder Anstellen des korrespondierenden Hebelarmes an. Oder es kommt auf eine Änderung der Andmckkraft des an der Ventilkugel oder Ventilldappe anliegenden Hebelarmes an.
Die Drehrichtung des Verstelltellers bestimmt die Schwenkrichtung des Hebels. Bei hin- und hergehender Bewegung des Verstelltellers ergibt sich auch eine hin- und hergehende Schwenkbewegung des Hebel in Richtung einer minimalen Öffnungweite oder eines minimalen Schließdruckes am Ventil oder umgekehrt in Richtung der maximalen Öffnungsweite oder des maximalen Schließdmckes.
Wahlweise kann der Verstellteller auch in der gleichen Drehrichtung weiterbewegt werden und gleichwohl wieder an den Verstellanfang kommen. Das wird dadurch erreicht, daß zwischen dem Anfang der Kurvenbahn und dem Ende der Kurvenbahn an dem irehbeweglichen oder schwenkbeweglichen Verstellteller ein Übergang vorgesehen ist. Aus obigem ergibt sich, daß das erfindungsgemäße Ventil sowohl zur Erlangung einer Ventilstellung auf dem kürzesten Weg in die neue Ventilstellung als auch in entgegen gesetzter Drehrichtung bis zum Ende der Kurvenbahn und darüber hinaus in die neue Ventilstellung gedreht werden kann. Letzteres kann gewünscht sein, wenn jede Ventileinstellung zur Kontrolle von einem Verstellanfang bzw. Anfang der Kurvenbahn ausgehen soll.
Der doppelarmige erfindungsgemäße Feder-Hebel hat vorzugsweise eine Winkelform. Die beiden Hebelarme des doppelarmigen Hebelarmes stehen in einem Winkel zueinander, der kleiner als 180 Grad ist, auch kleiner als 90 Grad sein kann.
Der Querschnitt der erfindungsgemäßen Feder kann beliebig sein. Günstig sind runde und rechteckige Formen. Besonders günstig ist eine Feder mit blattförmigem oder drahtförmigem Querschnitt.
Zur schwenkbeweglichen bzw. drehbeweglichen Lagerung der Feder eignet sich zum Beispiel ein Stift, dessen Enden in entsprechende Ausnehmungen im Ventilgehäuse bzw. im Ventildeckel oder Ventilboden greifen. Die Enden des Stiftes können auch spitz ausgebildet sein, so daß der Stift in den Ausnehmungen auf den Spitzen dreht. Diese Vorgehensweise ist technisch und wirtschaftlich günstig.
Zur Befestigung des Stiftes an der Feder eignet sich eine Schweiß- oder Lötverbindung. Es eignen sich auch andere Verbindungen.
Die erfindungsgemäße Feder kann auch bei Verwendung eines Federdrahtes ohne weiteres auf der Kurvenbahn des Verstelltellers aufliegen.
Ventilkugelseitig ist es günstig, wenn eine großflächige Berührung zwischen der Feder und der Ventilkugel stattfindet. Soweit die Feder diese großflächige Berührung nicht hergibt, kann an dem betreffenden Federende ein Blech befestigt werden. Das Blech ist wahlweise angeschweißt oder angelötet oder in sonstiger Weise befestigt.
Die für die Verstellung des Ventiles erforderliche Drehung des Verstelltellers findet vorzugsweise mittels zusätzlichen außen angeordneten Magneten und einer außen liegenden Dreheinrichtung statt. Die Magneten sind vorzugsweise Permanentmagneten. Noch weiter bevorzugt sind mindestens zwei Magneten in dem Verstellteller diametral gegenüberliegend und mindestens gleich viele Magneten in der Dreheinrichtung gleichermaßen gegenüberliegend angeordnet, wobei die Magneten des Verstelltellers auf einer Kreisbahn liegen, deren Durchmesser gleich dem Durchmesser der Kreisbahn ist, auf dem die Magneten der Dreheinrichtung liegen. Dadurch können die verschiedenen Magneten einander möglichst nahe gebracht werden. Durch die räumliche Nähe können die Magnete optimale Kräfte entfalten. Die für die Entstehung eines Drehmomentes erforderlichen Drehmomente entstehen, wenn die Magnete einander mit unterschiedlichen Polen gegenüberliegen, z.B. mit einem Südpol in der Dreheinrichtung und mit einem Nordpol in dem Verstellteller.
Vorteilhafterweise können bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch relativ kleine Magnete ein ausreichendes Drehmoment für die Ventilverstellung entfalten.
Zweckmäßig wird die Dreheinrichtung zugleich als VerStelleinrichtung genutzt. Dazu findet eine unten beschriebene Vorrichtung Verwendung, mit der nicht nur die oben beschriebene Drehung sondern auch der oben beschriebene Druck ausgeübt werden kann.
Nach einer Verstellung des Ventiles durch Drehung des Verstelltellers findet eine Arretierung dύs Verstelltellers in der jeweiligen Drehstellung statt. Die Arretierung entsteht, wenn die zuvor eingedrückte Gehäusewand wieder entlastet wird. Dann entstehen erneut der oben beschriebene Andruck und die damit verbundene Reibung.
In der Arretierungsstellung des Verstelltellers verstärken die Magneten die Arretierung, indem sie den Andruck und die Reibung zwischen dem Verstellteller und dem Ventilgehäuse erhöhen. Dazu ist vorzugsweise die den Magneten nächste Fläche als eine reaktive Metallfläche ausgebildet. Besonders reaktiv sind Stahlflächen.
Die erfmdungsgemäß mit den im Ventil eingeschlossenen Magneten bewirkten zusätzlichen Arretierungskräfte stören vorteilhafterweise die Ventilverstellung mit außen liegenden Magneten nicht, weil durch den oben beschriebenen Gegendruck die Magnetkraft leicht überwunden und der notwendige Abstand des Verstelltellers von der korrespondierenden Gehäusewand hergestellt werden kann.
Als Magnete finden vorzugsweise kleine Bauformen als Stiftmagnete gemäß den Patentansprüchen Verwendung. Die kleinen Magnete tragen auch zu geringen Ventilabmessungen bei, wie sie Gegenstand der Patentansurüche sind. Die Versteileinrichtung für das erfindungs gemäße Ventil kann gleichfalls mit extrem kleinen Abmessungen gestaltet werden. Nach der Erfindung wird das zur Reduzierung des Durchmessers der VerStelleinrichtung und zu einer besonderen Formgebung der VerStelleinrichtung genutzt, nämlich zur Gestaltung der Verstelleinrichtung in Stiftform, ähnlich einem Kugelschreiber. Die einem Kugelschreiber ähnliche Ausbildung der VerStelleinrichtung erlaubt die Handhabung der Versteileinrichtung wie die Handhabung eines Stiftes oder Kugelschreibers, z. B durch Tragen in einer Brusttasche. Zugleich kann eine Mechanik wie bei einem Kugelschreiber genutzt werden, um die am Kopf der Vörstelleinrichtung vorgesehenen Magnete in Längsrichtung des Stiftes vor (bei aufgesetztem Stift gegen den Kopf des Patienten bzw. gegen das Ventil) oder zurück zu bewegen. Bei vertikaler Lage des Stiftes ist das ein Heben und Senken.
Wahlweise besitzt die erfindungsgemäße stiftförmige außen liegende VerStelleinrichtung am vorderen Ende eine Kappe, mit dem die Verstelleimichtung aufgesetzt wird. Bei lockerem Aufsetzen der VerStelleinrichtung bewirken die Magneten selbsttätig eine Zentrierung der Versteileinrichtung, so daß es leicht ist, die VerStelleinrichtung durch Drehen zu betätigen.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Ventils und seiner Versteileinrichtung sind:
1. präzise Einstellung der Druckcharakteristik durch Verwendung eines möglichst großen Verstellwinkels
2. Auslesen des eingestellten Öffnungsdruckes ohne Röntgenerkennung
3. Verhinderung einer nicht intendierten Verstellung des Ventils
4. Erhöhung der allgemeinen Funktionssicherheit
Figur 1 zeigt eine schematische Querschnittszeichnung der Erfindung in vielfacher Vergrößerung. Das Ventil besteht aus einem massiven Titangehäuse 16, in das eine Ventiltülle 11 eingebracht ist. Die Saphirkugel 5 wird durch die Blattfeder 4 in den Ventilsitz gedrückt. Die Blattfeder 4 bildet mit dem Federdraht 3 und einer in Figur 2 sichtbaren Achse 15 eine funktionale Einlieft. In den als Rotor 1 bezeichneten Verstellteller sind zwei Magnete 2 und 3 mit umgekehrter Polung eingebracht. Der Rotor 1 ist auf einer Achse 7 gehalten. Die Achse 7 befindet sich an einem Boden 18 des Titangehäuses 16. Der Boden 18 ist gewölbt. Der Rotor 1 ist mit einer Schraube 6 auf der Achse 7 so gegen den Deckel gespannt, daß ein Anpressung des Rotors 1 am Boden 18 und dessen elastische Verbiegunε erfolgt. Die Anpressung erfolgt so, dass die Reibkraft ausreicht, eine Verdrehung des Rotors 1 auf Grund von äußeren Magnetfeldern zu verhindern. Der Boden 18 hat vorzugsweise eine Stärke von 0,1 bis 0,2 mm, in anderen Ausfiihrangsbeispielen eine Stärke bis 0,5mm. Die elastische Verbiegung verbundene Verformung beträgt vorzugsweise 0,01 mm bis etwa 0,1 mm, in anderen Ausführungsbeispielen bis zum zweifachen der Bodenstärke. Je stärker der Boden vorgespannt ist, desto stärker muss später von außen gedrückt werden, um ein Abheben des Rotors 1 bei 6 von dem Boden 18 zu bewirken und die Arretierung des Rotors 1 am Boden 18 aufzuheben.
Die Stellung des Rotors 1 definiert die Kraft, welche die Blattfeder 4 auf die Saphirkugel 5 ausübt.
In Figur 2 ist ein von unten geöffnetes Ventil dargestellt. Zu sehen ist hier die Feder 10, die verschweißt ist mit der Achse 15 und der Blattfeder 4. Diese Komponenten sind vorzugsweise aus einem metallischen Material hergestellt, insbesondere aus Titan oder einer Titanlegierung. Der Federdraht der Feder 10 hat vorzugsweise den Durchmesser 0,1 mm, in anderen Ausführungsbeispielen kann der Federdraht bei kürzeren Längen einen geringeren und bei größeren Längen einen größeren Querschnitt haben. Der Querschnitt des Federdrahtes ist im Ausführungsbeispiel kreisförmig. Die Blattfeder hat vorzugsweise eine Stärke von ebenfalls 0,1 mm und eine Höhe von etwa 1 mm. Für andere Ausführungsbeispiele mit kleineren Längen und mit größeren Längen gelten die Hinweise zum Draht der Feder 10 entsprechend. Die Blattfeder ist sehr steif.
Die Achse 7 besitzt in der Zeichnung links einen Absatz und Zapfen, mit dem sie in eine kleinere Bohrung des Teiles 9 am Rotor 1 ragt. Im Einbauzustand besteht zwischen der Achse 7 und dem Teil 9 ein Spalt an der Stelle 19.
In Figur 1 ist die Hautseite in der Zeichnung rechts und die Körperinnenseite in der Zeichnung links dargestellt. Wird nun von außen durch die Haut mechanisch ein Druck auf den Boden 18 ausgeübt, so wird dadurch in Abhängigkeit von der Kraft der Boden 18 nach innen verformt/gewölbt und die Achse 7 nach unten zum Deckel 20 gedrückt. Hierdurch wird der Spalt 19 geschlossen, die Achse 7 drückt gegen Teil 9 und hebt somit den gesamten Rotor ab von dem Boden 18 ab. Die elastische Vorspannung des Bodens 18 wird und die Reibkräfte an der Stelle 8 werden dabei aufgehoben. Jetzt entsteht an der Stelle 8 ein Spalt, der Rotor ist nun frei drehbar. Wird die äußere Last wieder weggenommen, geht der äußere Boden 18 wieder in seine Ausgangslage zurück und erzeugt die elastische Vorspannung zwischen Auflagepunkt 17 und Auflagepunkt 8. Der Rotor wird wieder im Gehäuse geklemmt, eine Verdrehung ist nicht möglich.
Der Rotor 1 besitzt eine Kurvenscheibe 13.
In Figur 2 ist der Rotor 1 in der Minimalposition dargestellt. Durch Verdrehung um etwa 300 Grad wird die Feder 10 am Auflagepunkt 21 entsprechend der Kurvenscheibe 13 in ihre Maximalposition gebracht, so dass der resultierende Öffnungsdruck nun maximal wird. Der Höhenunterschied zwischen der minimalen und maximalen Federvorbiegung von Teil 4 oder 10 beträgt in etwa 0,7 bis 0,8 mm. Konkret richtet sich dies jedoch nach der Abmessung des gewählten Titandrahtes 10.
Die Anordnung der beiden Magnete 2 und 3 erfolgt so, dass ein außen anliegendes Magnetfeld ein maximales Drehmoment erzeugen kann.
D: h., der Abstand der beiden Magnete beträgt im Ausführungsbeispiel 7 mm, in einem anderen Ausführungsbeispiel 8 mm und in noch weiteren Ausführungsbeispielen bis 20mm. Konkret richtet sich dieser Abstand nach den Außenabmessungen des Gehäuses. Das kreisrunde Gehäuse hat vorzugsweise einen Durchmesser von 14mm, in anderen Ausführungsbeispielen bis 19 mm und in noch weiteren Ausführungsbeispielen bis 31mm und ist ergonomisch geformt, so das einerseits die Lage des Ventils von außen gut getastet werden kann, aber andererseits das über dem Ventil liegende Gewebe nicht geschädigt wird. Scharfe Kanten werden daher vermieden.
Der Rotor hat eine Spitze 22, in Figur 2 dargestellt. Diese Spitze schlägt gegen Anschlag 14 beim minimalen Wert und gegen Anschlag 23 beim maximalen Wert. Durch diesen Anschlag wird im Ausführungsbeispiel verhindert, dass Maximal- und Minimaleinstellungen unmittelbar ineinander übergehen und jederzeit gut unterscheidbar bleiben. In anderen Ausführungsbeispielen ist wahlweise ein Übergang vorgesehen.
Die Achse 15 hat vorzugsweise einen Durchmesser von 0,3 mm und kann ggf. oben und unten eine Spitze aufweisen, um die Lagerkräfte zu minimieren. Auf Grund der beschriebenen Bauweise ist eine Verdrehung des Rotors 1 nur möglich, wenn der Boden 18 in der Zeichnung nach links gepresst und der Rotor 1 dadurch frei drehbar wird. Gleichzeitig muss in diesem Zustand ein spezifisches Magnetfeld von außen angeordnet werden, um eine Verdrehung sicher zu stellen. Wird der Boden dann entlastet, wird die Position des Rotors durch elastische Klemmung fixiert. Entsteht nun zwischen dem Einlass 11 und dem Auslass 12 des Ventils ein Differenzdruck, der größer ist als der Öffhungsdruck des Ventils, wird die Kugel 5 aus ihrem Ventilsitz gegen die Blattfeder gedrückt und in Richtung des Rotors bewegt. Dadurch wird es möglich, dass Hirnwasser vom Einlass zum Auslass das Ventil durchströmt und ein weiterer Druckanstieg verhindert wird. Die tatsächliche Ventilcharakteristik wird definiert durch die Verdrehposition des Rotors 1 bzw. die daraus resultierende Position des Auflagepunktes 21 auf der Spirale bzw. der Kurvenscheibe 13. Durch gezielte Änderung der Form der Kurve kann in anderen Ausführungsbeispielen auch ein nicht linearer Verlauf der Öffnungscharakteristik in Abhängigkeit vom Verdrehwinkel des Rotors 1 eingestellt werden. Vorzugsweise ist der Rotor so gefertigt, dass in allen Ausgangspositionen des Rotors eine Verdrehung von 10 Grad in die eine oder andere Richtung die jeweils gleiche Änderung des Öffnungsdruckes des Ventils nach sich zieht. Die Anordnung der Magnete 2 und 3 möglichst weit auseinander hat den Vorteil, dass mit möglichst geringen Magnetlcräften möglichst große Verstellmomente realisiert werden können. Die hier verwendeten Neodym-Magnete haben eine zylindrische Form mit einem Durchmesser von 1 mm und einer Höhe von etwa 1,2 mm. Die Fertigung von Gehäuse und Rotor sowie die Fertigung der anderen Komponenten aus Titan hat den Vorteil, mit präzisen Passungen ein ideales Lagerspiel einstellen zu können und ungewolltes Spiel ebenso wie ungewollt erhöhte Reibung systematisch zu vermeiden. So hat die Achse 7 vorzugsweise einen Durchmesser von 1 mm, das Spiel an Position 24 zwischen Achse 7 und Rotor 1 ist vorzugsweise durch eine enge Spielpassung toleriert. Eine eben solche Spielpassung ist vorgesehen zur Lagerung der Achse 15 im Ventilgehäuse. Diese Achse 15 ist ähnlich einer Türangel im Ventilgehäuse gelagert und ermöglicht die nahezu reibungsfreie Verdrehung der Blattfeder 4 im Rahmen des Öffnens und Schließern des Ventils. Die Bauhöhe des Ventils liegt bei etwa 4,5 mm, wesentlich niedrigere Bauhöhen sind nicht unbedingt wünschenswert, wenngleich möglich, da das palpatorische Auffinden des Ventils nicht zu schwierig sein soll.
Für die Verstellung des Ventils sind spezielle Verstellstifte entwickelt worden. Ein Ausführungsbeispiel eines solchen Stiftes ist in Figur 3 dargestellt. Die Darstellung beinhaltet auch eine Vergrößerung gegenüber dem Ausführungsbeispiel, jedoch weniger groß als in Fig. 1 und 2. Um auf die richtigen Maßrelationen des Ventils zum Stift als Versteileinrichtung zu kommen, wird empfohlen, den Stift in entsprechender Vergrößerung zusammen mit dem Ventil zu betrachten.
In maßstabsgetreuer Darstellung sind alle Einzelheiten so klein, daß sie nicht mehr erkennbar werden. Ein dünnwandiges Röhrchen 26 mit einem Durchmesser von etwa 12 mm ist an einem Ende durch einen Stopfen 25 verschlossen. An der anderen Seite ist eine nadelgelagerte Messmechanik eingebaut. Dazu gehören: Messtrommel 28, auf deren Oberfläche eine Skalierung aufgebracht ist, ist mit der Achse 32 verbunden, die in der Lagerbuchse 29 an den Stellen 34 und 33 gelagert ist. Die Lagerbuchse 29 ist so in das Röhrchen 26 eingebracht, dass eine Verschiebung und Verdrehung derselben nicht möglich ist. An der nicht verschlossenen Seite des Röhrchens ist eine bewegliche Kappe in das Röhrchen eingeführt, die durch eine Federkraft nach außen gedrückt wird. Die Feder 30 stützt sich an der Lagerbuchse 29 ab und drückt den Ring 37 gegen die Kappe 31. Mit der Nadel 32 verbunden ist der Zylinder 38. In den Zylinder 38 eingebracht sind Magnete 35 und 36. Bei dem einen Magnet ist der außen liegende Pol negativ, bei dem anderen positiv. Der Abstand der Magnete entspricht in etwa dem Abstand der Magnete innerhalb des Ventils, ebenso der Durchmesser.
Durch die Kappe 31 und die Feder 30 ist ein Verdrehen der Achse des Rotors und des Zylinders 38 nicht möglich, solange nicht die Kappe gegen die Federkraft auf die Lagerbuchse gedrückt wird. Erst wenn der Stift oberhalb des Ventils gegen den Kopf des Patienten gedrückt wird und somit die Kappe 31 in das Stiftgehäuse drückt, ist eine Drehung von Rotor und Skalentrommel sowie Magnetzylinder möglich. Der Stift ist so gegen den Kopf ts Patienten zu drücken, dass das Fenster 27 um 90 Grad verdreht zur Körperachse eingesehen werden kann. Hierdurch wird sichergestellt, dass Ventilstift und das Ventil selbst die gleichsinnige Orientierung haben. Wird nun die Kappe oberhalb des Ventils vor den Kopf des Patienten gedrückt, folgt die Stellung des Rotors innerhalb des Stiftes der Stellung des Rotors innerhalb des Ventils, da der Ventilrotor durch die elastische Klemmung in seiner Position nicht verändert werden kann, der Stiftrotor jetzt aber wegen der feinen Nadellagerung an den Stellen 33 und 34 durch Verdrehung sich der Position des ventilseitigen Rotors anpassen kann. An dem Fenster 27 kann der entsprechende Einstellungsdruck des Ventils nun leicht ausgelesen werden. Diese Konstruktion gewährleistet ein sicheres, jederzeit leicht wiederholbares Messen. Durch die Fixierung des Messwertes nur wenige Zρhntelmillimeter entfernt vom Kopf ist eine Verdrehung nach Wegnehmen des Stiftes vom Kopf des Patienten nicht mehr möglich. Das Messergebnis wird unmittelbar eingefroren.
Figur 4 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel eines Verstellstiftes. Die Abmaße entsprechen in etwa den Maßen eines gewöhnlichen Kugelschreibers, d. h., das Röhrchen hat einen Außendurchmesser von vorzugsweise 12 mm und eine Länge von etwa 10 cm. Das Einstellrad 40 ist fest auf der Achse 41 fixiert. Eine Verdrehung dieses Rades bewirkt eine Verdrehung der Achse. Am unteren Ende der Achse 40 sind in die Achse zwei Magnete 50 zylinderförmig eingebracht. Wie im Ventil sind diese Magnete unterschiedlich gepolt. Bei dem einen Magneten liegt der Südpol unten, bei dem anderen liegt der Nordpol unten. Die Position der beiden Magnete auf der Achse korrespondiert mit der Position der Skalierung, die auf Teil 47 angebracht ist. Diese Skalierung ist ebenfalls fest mit der Achse verbunden. Die Buchse 48 dient als Lagerung für die Achse 41. Die Buchse wird eingebracht durch O- Ringe, durch die die Buchse in der Hülse 45 fixiert wird. Eine zweite Lagerbuchse ist am oberen Bereich des Stiftes angebracht, Teil 42. Auch hier ist Achse 43 als Gleitlagerung in Buchse 42 fixiert. Der Verstellstift enthält zwei verschiedene Federn: eine starke Feder 44 und eine extrem weiche Feder 46. Durch Druck auf Knopf 39 wird die Achse 43, die im unteren Bereich eine kolbenartige Erweiterung hat, gegen die Federkraft 44 nach unten verschoben. Hierdurch wird die Achse 51 gegen die Federkraft der deutlich weicheren Feder 46 nach unten verschoben. Die Feder 46 wird also stark komprimiert, wo hingegen die Feder 44 nur wenig komprimiert wird. Die Kraft der Feder 44 wird durch die Achse 51 auf deren untere Spitze übertragen, die im Anwendungsfall die Kraft auf das zu entkuppelnde Ventil ausüben soll. Der Durchmesser der Achse an der Spitze sollte vorzugsweise etwa 3 mm betragen, das untere Ende sollte kuppeiförmig abgerundet sein. Die im unteren Ende des Stiftes angebrachte Kappe 51 schützt die Lagerung sowie die in der Achse 41 eingebrachten Magnete 50. Durch das Fenster 53 ist die Stellung der Magnete über die Skala der Skalentrommel 47 ablesbar. Durch die vorgeschlagene Konstruktion ist es möglich, die Vsrstelleinheit denkbar klein zu bauen, ohne die Verstellsicherheit negativ zu beeinträchtigen. Erstmals wird es möglich, solche Verstellstifte zu realisieren. Die Konstraktion ermöglicht ein möglichst nahes Platzieren der Magnete auf der Haut des Patienten. Unter gleichzeitiger Druckbelastung des Ventilgehäuses kann eine feine und präzise Verstellung vorgenommen werden.
Die Fig. 5 bis 7 zeigen weitere Ausführungsbeispiele
Auch Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Ventil in vergrößerter Darstellung. Tatsächlich ist im Ausführungsbeispiel ein Durchmesser von weniger als 20 mm und eine Dicke von weniger als 6 mm vorgesehen. Die Abmessungen können in anderen Ausführungsbeispielen noch geringer sein. Zu dem Ventil gehört ein Stahlgehäuse, das aus einem zylindrischen Ring 101, einem angeformten Stahlboden 102 und einem Deckel 103 besteht. Der Ring 101 ist zuflußseitig mit einem Einsatz 104 versehen. In dem Einsatz findet sich eine Ventilkugel 105, die in einer Ventilbohrung 106 dichtet. Die Ventilkugel 105 wird mit einer drahtförmigen Feder gegen die Ventilbohrung 106 gedrückt. Die Feder ist als doppelarmiger Hebelarm mit einem langen Hebelarm 107a und einem kleinen/kurzen Hebelarm 107b ausgebildet. Die beiden Hebelarme 107a und 107b stehen in einem spitzen Winkel zueinander, weil der Schnitt durch die Ventilmitte verläuft und weil die Feder in dem Bereich dargestellt ist, der im Bild hinter der Schnittebene liegt und weil das freie Ende des Hebelarmes 107a in den nicht dargestellten Bereich verläuft, der vor der Schnittebene liegt und weil die Darstellung des kurzen Hebelarmes 107b auf einen Verlauf genau senkrecht zur Darstellungsebene und Schnittebene hinweist. In anderen Ausführungsbeispielen sind andere Winkel vorgesehen.
Zwischen beiden Hebelarmen 107a und 107b ist die Feder an einem Stift 109 angelötet. Der Stift 109 ist seitlich von der Ventilkugel 105 angeordnet und besitzt zwei spitze Enden, mit denen er im zylindrischen Ring 101 schwenkbeweglich gelagert ist. An dem kurzen Hebelarm 107b ist ein Blech 108 befestigt, mit dem die Feder gegen die Ventilkugel 105 drückt. Je mehr die Feder drückt, desto größer wird der Ventilwiderstand gegen das Eintreten von Liquor. Je weniger die Feder drückt, desto geringer wird der Ventilwiderstand gegen das Eintreten von Liquor.
Der eindringende Liquor gelangt über eine Ablauföffnung und eine nicht dargestellte implantierte Schlauchleitung in den Bauchraum des Patienten.
Der lange Hebelarm 107a erstreckt sich im Ausführungsbeispiel bis zur Mitte des zylindrischen Ringes 101 und gleitet dort auf einer Kurvenbalin 110. Die Kurvenbahn befindet sich in einem Schlitz. Sie bildet dort den Boden des Schlitzes und ist Bestandteil eines zylindrischen Formteiles 111 als Verstellteller, nachfolgend als Formteil bezeichnet. Die eine seitliche Begrenzung des Schlitzes wird durch das zylindrische Formteil 111 gebildet. Die andere seitliche Begrenzung des Schlitzes wird durch eine Scheibe 112 gebildet. Fig. 6 zeigt Einzelheiten. Dort ist ein Ausschnitt des Formteiles 111 mit der Kurvenbahn 110a und der seitlichen Begrenzung 110b dargestellt, welche durch das Formteil 111 selbst gebildet wird. Die Kurvenbahn 110a hat einen Anfang 11 Od und ein Ende 11 Oe. Durch Drehung des Formteiles 111 im Uhrzeigersinn wird der Hebelarm 107a in der Ebene der Fig. 6 nach links gedrückt. Dadurch erhöht sich die Federspannung und entsteht ein größerer Druck auf die Ventilkugel 105.
B^i einer Bewegung des Formteiles 111 entgegen dem Uhrzeigersinn reduziert sich die Federspannung und verringert sich der Druck auf die Ventilkugel 105.
Die Scheibe 112 sitzt auf einem Absatz des Formteiles 112 und ist dort in nicht dargestellter Form befestigt.
Im übrigen ist zwischen dem Ende 1 lOe und dem Anfang 1 lOd der Kurvenbahn eine Verbindung 110c vorgesehen, so daß das Formteil bei Erreichen des Endes 1 lOe einfach weiter gedreht werden kann, um wieder zu dem Anfang 1 lOd zu gelangen.
Das Formteil 111 ist drehbeweglich auf einem Lagerbolzen 112 angeordnet und dort mit einer Ring 114 gesichert.
Das Formteil 111 besitzt im Ausführungsbeispiel Bohrungen 115 und 116 für einander diametral gegenüberliegende Permanentmagneten. Die Permanentmagneten sind als Stiftmagneten ausgebildet. Ihr Durchmesser liegt im Ausführungsbeispiel bei 2 mm. Die Magnete werden durch Deckel 117 in den Ausnehmungen 115 und 116 gehalten. Ihr Abstand von dem Stahlboden 102 des Ventilgehäuses ist gering.
Zur Einstellung des Ventildruckes wird das Formteil 111 gedreht und je nach Bedarf der Federdruck erhöht oder verringert. Die Einstellung erfolgt durch Drehung des Formteiles 11.
Zur Drehung des Formteiles dient eine VerStelleinrichtung wie sie in Fig. 7 dargestellt ist. Zu der Versteileinrichtung gehört ein Gehäuse 125 mit einer Kappe 126, mit der die VerStelleinrichtung auf dem Ventil aufgesetzt wird.
In dem Gehäuse 125 ist ein Kopf 127 mit zwei Stiftmagneten 128 vorgesehen. Die Stiftmagneten 128 besitzen den gleichen Abstand wie die Magneten des Formteiles 111, sind aber so angeordnet, daß sie beim Aufsetzen der Versteileinrichtung auf dem Ventil mit anderen Polen zu den Magneten des Formteiles 111 weisen. Dadurch ziehen sich die Magnete an und folgt das Formteil 111 einer Drehung bzw. einer Schwenkbewegung der Verstelleinreichtung durch eine gleichsinnige Drehung bzw. gleichsinnige Schwenkung. Vorteilhafterweise erleichtert sich auch die genaue Positionierung der VerStelleinrichtung. Bei leichter Berührung fuhrt die Anziehungskraft der Magneten die VerStelleinrichtung in die richtige Position.
Anschließend wird die Andrückung verstärkt, um eine geringfügige Verformung des
Ventilgehäuses zu verursachen. Dabei wird der Gehäuseboden oder Gehäusedeckel elastisch verformt. Um die Verformung zu erleichtert ist der Boden 2 mit einer Verformungsdicke versehen. Die Verformungsdicke beträgt im Ausführungsbeispiel 0,2 mm.
Die Folge der Verformung ist ein Abheben des Formteiles 111 von den zugehörigen
Reibungsflächen. Die Reibung wird aufgehoben. Entsprechend leicht läßt sich das Formteil drehen oder schwenken.
Um der erfindungsgemäßen Verformung Rechnung zu tragen ist in dem Gehäuse ein entsprechender Freiraum geschaffen. Dazu ist in dem Deckel 103 eine Vertiefung für den
Ring 114 und den Bolzen 113 vorgesehen.
Zum Andrücken ist in der VerStelleinrichtung eine Mechanik vorgesehen, ähnlich einem Kugelschreiber. Die Mechanik bewirtt eine federnde Andrückung. Die Feder sichert das Ventilgehäuse vor übermäßiger Verformung.
Dabei können die Magnete mit der Kugelschreibermechanik in der zum Verstellen erforderlichen Position in der Kappe 126 arretiert werden bzw. nach erfolgter Verstellung wieder zurückgezogen werden. Das verhindert beim Abnehmen der VerStelleinrichtung, daß durch ungeschickte Bewegung der Versteileinrichtung bereits eine unerwünschte weitere Verstellung stattfindet.
Im Ausführungsbeispiel ist die Andrückung des Kopfes 127 in der Kappe 126 durch entsprechende Auslegung des Federsystems so gewählt, daß eine Drehung des Gehäuses 125 durch den behandelnden Arzt zur Mitnahme des Kopfes 127 führt.
In anderen Ausfuhrungsbeispielen ist zusätzlich oder alternativ eine Führung des Kopfes 127 vorgesehen, welche allein oder zusammen mit einer Andrückung die beschriebene Mitnahme des Kopfes 127 bei Drehung des Gehäuses 126 verursacht.
Für die Führung ist in einem Ausführungsbeispiel eine Nut- und Feder- Verbindung vorgesehen, welche die axiale Beweglichkeit ermöglicht, aber in Umfangsrichtung eine drehfeste Anordnung bewirkt.

Claims

Patentansprüche
1
Verfahren und Vorrichtung für ein einstellbares Hydrocephalusventil zum Druckausgleich des Liquor im Schädel eines Hydrocephaluspatienten, wobei das Ventil dem Patienten implantiert wird und vorzugsweise über eine gleichfalls implantierte Schlauchleitung der überschüssige Liquor aus den Hirnkammern im Schädel des Patienten abgeleitet und vorzugsweise in die obere Hohlvene oder in den Bauchraum drainiert wird, wobei der Ventildruck durch eine Feder bestimmt und die Feder über eine Verstellmechanik verstellt wird, die ein schwenkbewegliches oder drehbewegliches Teil besitzt, das von außen durch Schwenken oder Drehen mittels Magneten bewegt wird, so dass die Feder gespannt oder entlastet wird, gekennzeichnet durch eine mechanisch perkutan aktivierbare Bremse, durch deren Aktivierung die nicht intendierte Verstellbewegung verhindert und durch deren Deaktivierung die Verstellbewegung ermöglicht wird.
2.
Anlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine selbstaktivierende federbelastete
Bremse, die durch Entlastung von dem Federdruck deaktiviert wird.
3.
Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein federndes Ventilgehäuse verwendet wird, wobei eine Gehäusewand die Feder für die Bremse bildet, wobei die Gehäusewand so verformt wird, daß die Verstelleimichtung reibungsschlüssig an dem Gehäuse anliegt, und daß die Gehäusewand zur Freigabe der Versteileinrichtung weiter verformt, bis die Versteileinrichtung ihren Reibungsschluß an dem Gehäuse verliert.
4.
Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäusewand eine nach außen gewölbte Ausgangsform oder eine ebene Ausgangsform besitzt, welche durch die Verformung verringert wird oder eine ebene Form annimmt oder eine Einwärtswölbung annimmt oder die Gehäusewand eine ebene Ausgangsform besitzt, die durch die Verformung eine
Einwärtswölbung erfährt oder die Gehäusewand eine einwärts gewölbte Ausgangsform besitzt und durch die Verformung eine weitere Einwärtswölbung erfährt.
5.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch die Verwendung eines drehbeweglich oder schwenkbeweglich angeordneten Verstelltellers, der durch die Verformung am Rand Reibungsschluß erfahrt, vorzugsweise mit einem gegen die verformbare Gehäusewand verspannbaren Verstellteller.
6.
Anlage nach Ansprach 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verstellteller verwendet wird, der im Querschnitt eine U-form gesitzt, so daß der Reibungsschluß an dem vorstehenden Rand der U-Form entsteht.
7.-
Anlage nach einem der Ansprüche 4 bis 6, gekennzeichnet durch Verwendung einer verformbaren Gehäusewand mit einer Dicke bis 0,5 mm, vorzugsweise mit einer Dicke bis 0,2 mm.
8.
Anlage nach einem der Ansprüche 4 bis 7, gekennzeichnet durch eine Verformung der Gehäusewand für den Reibungsschluß bis zu einem Maß das gleich dem zweifachen der Gehäusewandstärke ist, vorzugsweise bis 0,1 mm.
9.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse, vorzugsweise die verformbare Gehäusewand aus einem Metall besteht, vorzugsweise aus Titan bzw. einer Titanlegierung besteht.
10. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformung des Gehäuses zum Deaktivieren der Bremswirkung mittels einer Druckvorrichtung erfolgt, deren Andruck weggesteuert und/oder druckgesteuert erfolgt.
11.
Anlage nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Druckmessung und einer Druckanzeige und/oder ein Druckbegrenzung und einer Anpressung der Vorrichtung von Hand.
12.
Anlage nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch die Verwendung von Federgliedem für die Druckanzeige und die Druckbegrenzung und/oder die Verwendung von Dehnungsmeßstreifen für die Druckmessung.
13.
Anlage nach einem der Ansprüche 10 bis 12, gekennzeichnet durch die Verwendung einer
Druckvorrichtung, die zugleich als außen liegende Versteileinrichtung ausgebildet ist.
14.
Anlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die innen liegende Versteileinrichtung und die außen liegende Versteileinrichtung mit einem oder mehreren Magneten versehen sind, wobei die Magneten der außen liegenden Versteileinrichtung und die Magneten der innen liegenden Versteileinrichtung sich mit unterschiedlichen Polen gegenüberliegen, so daß ein Drehmoment von der außen liegenden VerStelleinrichtung auf die innen liegende Versteileinrichtung übertragen wird.
15.
Anlage nach Anspruch, dadurch gekennzeichnet, in der innen liegenden VerStelleinrichtung und der außen liegenden Versteileinrichtung jeweils zwei Stift-Magnete derart angebracht sind, dass von zwei korrespondierenden Magneten der eine Magnet den Südpol zur Bodenseite hin angeordnet hat, der andere den Nordpol.
16.
Anlage nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch die Verwendung von Magneten mit einer einem Durchmesser bis 3mm, vorzugsweise einem Durchmesser bis 1mm, und einer Höhe bis 5mm, vorzugsweise einer Höhe bis 2mm, wobei die Magnete in der außen liegenden Versteileinrichtung einen Abstand voneinander aufweisen, der von den Magneten in der innen liegenden Versteileinrichtung höchstens um 3 mm abweicht, vorzugsweise höchstens um lmm abweicht.
17.
Anlage nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnete höchstens einen Abstand von 20 mm, vorzugsweise höchstens einen Abstand von 10mm und noch weiter bevorzugt höchstens einen Abstand von 8mm voneinander aufweisen.
18.
Anlage nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnete der Versteileinrichtung in senkrechter Stellung der VerStelleinrichtung in der Kappe auf und ab bewegbar sind.
19.
Anlage nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die außen liegende Versteileinrichtung ein Gehäuse und ein Verstellmechanik besitzt, die einzeln oder beide einem Kugelschreiber nachgebildet sind, wobei durch Andrückung und/oder durch drehfeste Anordnung der Magneten eine Gehäusedrehung auf die im Gehäuse eingeschlossenen Magnete übertragen wird.
2Ü.
Anlage nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinreichung mit einer am
Kopf des Patienten auf das implantierte Ventil aufsetzbaren Kappe versehen ist.
21.
Anlage nach einem der Ansprüche 16 bis 20, Ventil nach einem der Ansprüche 25 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteileinrichtung ein Gehäuse und ein Verstellmechanik besitzt, die einzeln oder beide einem Kugelschreiber nachgebildet sind, wobei durch Andrückung und/oder durch drehfeste Anordnung der Magneten eine Gehäusedrehung auf die im Gehäuse eingeschlossenen Magnete übertragen wird.
22. Anlage nach einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die zur elastischen Verformung des Gehäuses vorgesehene Kraft über ein zwischengeschaltetes Federelement als Kraftbegrenzer mit der außen liegenden Versteileinrichtung aufgebracht wird.
23.
Anlage nach einem der Ansprüche 16 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die außen liegende Versteileinrichtung mit einer Messeinrichtung für die Verstellbewegung versehen ist.
24.
Anlage nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung eine
Druckmeßeinrichtung und/oder eine Drehmeßeinrichtung ist.
25.
Anlage nach einem der Ansprüche 24, dadurch gekennzeichnet, daß die außen liegende Verstelleinrichtung sich frei auf die Magnetstellung im Ventil einstellt und daß die Drehstellung der Magneten außen ablesbar ist.
26.
Anlage nach Anspruch 25, gekennzeichnet durch ein Ablesefenster im Gehäuse der außen liegenden Versteileinrichtung.
27.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder durch einen Federstab gebildet wird, der schwenkbeweglich angeordnet ist und sowohl mit der als auch mit einer Ventilkugel oder Ventilklappe des Ventils in Wirkverbindung steht, wobei die Schwenkebene des Federstabes parallel zu der Bewegungsebene des Verstelltellers verläuft.
28.
Anlagen nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilcharakteristik durch einen metallischen Draht oder Blech erzeugt wird, dessen Querschnitt vorzugsweise rund oder rechteckig ist und dessen Durchmesser oder Dicke bis 0,5 mm, vorzugsweise bis 0,3 mm und noch weiter bevorzugt bis 0,2 nun beträgt
29. Anlage nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, daß der Federstab als doppelarmiger Hebelarm ausgebildet ist, dessen einer Hebelarm mit dem Verstellteller und dessen anderer Hebelarm mit der Ventilkugel oder Ventilklappe des Ventils in Wirkverbindung steht.
30.
Anlage nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß der als doppelarmiger Hebelarm ausgebildete Federstab gelenkig gelagert ist und die Wirkverbindung dadurch gebildet wird, daß der eine Hebelarm gleitend gegen eine Kurvenscheibe des Verstelltellers drückt und/oder der andere Hebelarm gleitend gegen die Ventilkugel oder Ventilklappe des Ventils drückt.
31.
Anlage nach einem der Ansprüche 27 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Hebelarme eine Winkel zwischen sich einschließen, der kleiner 180 Grad, vorzugsweise kleiner 90 Grad ist und/oder die Hebelarme gebogen verlaufen.
32.
Anlage nach Anspruch 30 oder 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenscheibe an dem
Verstellteller zumindest teilweise spiralförmig verläuft, so daß bei Verdrehung des
Verstelltellers die Federvorspannung gleitend, insbesondere gleichmäßig, verändert wird, oder daß die Kurvenscheibe ungleichmäßig verläuft und die Federvorspannung ungleichmäßig verändert wird.
33.
Anlage nach einem der Ansprüche 30 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenbahn d<?r Kurvenscheibe sich über weniger als 360 Grad erstreckt und die Enden der Kurvenbahn durch Anschläge begrenzt sind, so daß sich durch die Verstellung eine hin- und hergehende
Schwenkbewegung des Verstelltellers ergibt, oder daß die Kurvenbalm sich über einen Umfangswinkel von mindestens 300 Grad erstreckt, und zwischen beiden Enden des spiralförmigen Teiles ein Übergang vorgesehen ist, so daß die
Feder nach Erreichen einer Extremstellung durch fortschreitendes gleichsinniges Drehen des
Teiles in die andere Extremstellung kommt, vorzugsweise mit einem Verstellhub der Kurvenbahn von 0,1 bis 2mm, noch weiter bevorzugt mit einem Verstellhub von 0,5 bis 0,9 mm. wobei die tatsächliche Steigung der Kurvenbahn sich einerseits nach der wirksamen Fläche am Ventilsitz richtet und andererseits nach den Forderungen zu den Verstellbereichen richtet, wie zu einem zunehmend größer werdenden Δp bei hohen Einstelldrücken.
34.
Anlage nach einem der Ansprüche 27 bis 33, gekennzeichnet durch Federn mit runden und/oder eckig verlaufenden Querschnitt, vorzugszugsweise mit einem kreisförmigen oder rechteckigen, noch weitere bevorzugt blattförmigen oder drahtförmigen Querschnitt.
35.
Anlage nach einem der Ansprüche 27 bis 34, gekennzeichnet durch eine als doppelarmige
Hebel ausgebildete Feder mit einer schwenkbeweglichen Lagerung, die dadurch gebildet wird, daß die Feder mit einem Stift gehalten ist, der an jedem Ende in eine Ausnehmung des
Gehäuses und/oder von Boden und/oder Deckel des Gehäuses greift.
36.
Anlage nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß der Stift an den Enden mit Spitzen versehen ist und auf den Spitzen in den Ausnehmungen schwenkt.
37.
Anlage nach Ansprach 36, dadurch gekeimzeichnet, daß der Stift mit der Feder verschweißt oder verlötet ist.
38.
Anlage nach einem der Ansprüche 35 bis 37, dadurch gekennzeichnet, daß der Stift einen Durchmesser bis 3mm, vorzugsweise einen Durchmesser bis 2 mm und noch weiter bevorzugt einen Durchmesser von 1mm besitzt.
39.
Anlage nach einem der Ansprüche 27 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass ein Federstab verwendet wird, der die Ventilkugel zumindest im Rahmen von auftretenden Toleranzen über eine weit größere zur Verfügung gestellte Fläche als nur in einem Punkt berührt.
40. Anlage nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder ventilkugelseitig in ein Blech übergeht.
41.
Anlage nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß das Blech angeschweißt oder angelötet ist.
42.
Anlage nach einem der Ansprüche 27 bis 41, gekennzeichnet durch Federn, welche als doppelarmige Hebel ausgebildet sind, wobei die einzelnen Arme unterschiedlichen Querschnitt aufweisen.
43.
Anlage nach Anspruch 42, gekennzeichnet durch einen verstelltellerseitigen Arm, der als
Federdraht ausgebildet ist, und einen ventilseitigen Ann, der als Blattfeder ausgebildet ist.
44.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 43, dadurch gekennzeichnet, daß die
Schweißverbindungen Laserschweißverbindungen sind.
45.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 44, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil ein ringförmiges Gehäuse besitzt, das mit einem Boden und einem Deckel versehen ist, wobei a) zumindest der Boden oder der Deckel lösbar ist und b) am Boden oder am Deckel ein Lagerbolzen für das Teil vorgesehen ist c) im Gehäusering eine Zulauföffnung und eine Ablauföffnung vorgesehen ist, wobei mindestens in einer der Öffnungen eine Ventilkugel sitzt, die von der Feder in Funktionsstellung gehalten wird.
46.
Anlage nach Ansprach 45, dadurch gekemizeichnet, dass das Ventil einen Außendurchmesser bis 31mm, vorzugsweise bis 20 mm, und/oder eine Höhe bis 10mm, vorzugsweise bis 6 mm aufweist.
47. Anlage nach einem der Ansprüche 5 bis 46, dadurch gekennzeichnet, daß die verformbare Gehäusewand eine Achse trägt, auf welcher der Verstellteller drehbeweglich angeordnet ist.
48.
Anlage nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstellteller zur Verformung der
Gehäusewand an deren Achse gegen die Gehäusewand verspannt wird.
49.
Anlage nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, daß die verspannte Gehäusewand bei der weiteren Verformung Bewegungsspiel zum Eindringen in den Verstellteller besitzt.
50.
Anlage nach einem der Ansprüche 5 bis 49, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstellteller nach Lösen der Arretierung gegenüber dem umgebenden Gehäuse Bewegungsspiel für die Verstellbewegung hat.
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