DE102010011998A1 - Fluid pumping unit, particularly for medical area for use within body vessel, has fluid pump which consists of pump rotor and drive device for driving fluid pump, where drive device has fluid supply line and drive rotor driven by fluid - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Fluidpumpeinrichtung, die in einer medizinischen Anwendung beispielsweise zur Unterstützung der menschlichen Herztätigkeit in ein Blutgefäß eingeführt und dort betrieben werden kann.The The invention relates to a fluid pump device used in a medical Application, for example, to support the human heart activity introduced into a blood vessel and there can be operated.
Obwohl die Erfindung speziell für medizinische Anwendungen in Beispielen beschrieben wird, ist sie auch in nichtmedizinischen Anwendungen, beispielsweise zum Pumpbetrieb in verzweigten Röhrensystemen im nichtmedizinischen Bereich mit Vorteil einsetzbar.Even though the invention especially for medical applications in Examples is described, it is also in non-medical Applications, for example, pumping in branched tube systems in non-medical area can be used with advantage.
In der Medizin sind sogenannte mikroinvasive Anwendungen bekannt, die in jüngerer Vergangenheit mit geringem Aufwand und geringem Gefährdungspotential für die Patienten vielfältige Eingriffe in den menschlichen Körper ermöglichen.In In medicine, so-called microinvasive applications are known in the recent past with little effort and low Danger potential for the patient diverse Allow intervention in the human body.
Eine besondere Gruppe von Anwendungen besteht dabei in der Unterstützung der Pumptätigkeit des menschlichen Herzens dadurch, dass mittels einer in den Körper eingebrachten Mikropumpe Blut gefördert und damit das Herz entlastet wird.A special group of applications consists in the support the pumping action of the human heart in that Promoted blood by means of a micropump introduced into the body and so that the heart is relieved.
Derartige Pumpen können beispielsweise über die Aorta in eine Herzkammer eingeführt und dort betrieben werden.such For example, pumps can pump over the aorta a ventricle are introduced and operated there.
Zu diesem Zweck können solche Pumpen mit einem Katheter verbunden und vorteilhaft radial komprimierbar sein, wobei sowohl entsprechende Pumprotoren als auch das Gehäuse radial verkleinert wird. In dieser Form kann dann eine derartige Anordnung beispielsweise über die großen Blutgefäße und den Aortenbogen in eine Herzkammer eingeführt werden. Ist die Pumpe vor Ort plaziert, so kann mittels verschiedener bekannter Einrichtungen die Pumpe expandiert und in Betrieb genommen werden.To For this purpose, such pumps can be connected to a catheter and advantageously be radially compressible, both corresponding pump rotors as well as the housing is radially reduced. In this Form can then such an arrangement, for example via the large blood vessels and the aortic arch be introduced into a ventricle. Is the pump available? Place placed, so can by means of various known facilities The pump is expanded and put into operation.
Zum Antrieb derartiger Pumpen sind beispielsweise biegsame Wellen bekannt, die durch einen Katheter verlaufen, an dessen Ende jeweils die Fluidpumpe befestigt ist. Zum Einführen des Katheters in den Herzbereich wird oft ein sogenannter Führungsdraht verwendet, der in den Katheter eingeführt werden und diesen befördern kann. Eine entsprechende Ausprägung der biegsamen Wellen erlaubt auch gewisse Biegungen des Katheters, ohne dass der Antrieb der Pumpe Probleme macht.To the Drive of such pumps, for example, flexible shafts are known which pass through a catheter, at the end of each of the fluid pump is attached. To insert the catheter into the heart area Often a so-called guidewire is used in insert the catheter and transport it can. A corresponding expression of the flexible waves also allows certain bends of the catheter without the drive the pump is a problem.
Wird ein derartiger Katheter um den Aortenbogen herumgeführt, so können die Betriebsbedingungen einer derartigen Fluidpumpeinrichtung dadurch verbessert werden, dass versucht wird, Alternativen zu dem Wellenantrieb zu finden.Becomes such a catheter is guided around the aortic arch, so can the operating conditions of such a fluid pump device be improved by trying to find alternatives to the Shaft drive to find.
Eine
derartige Alternative ist beispielsweise in der
Durch die dort beschriebene Konfiguration kann der Katheter stark gekrümmt werden, ohne dass die Antriebseinrichtung unzuverlässig wird, und es tritt auch keine Ermüdung einer Welle bei deren Drehbetrieb in stark gekrümmter Form ein. Zudem ist der Rotationswiderstand auch in erster Näherung unabhängig von der Krümmung des Katheters.By the configuration described there, the catheter can be strongly curved be without the drive device unreliable and no fatigue of a shaft occurs their rotary operation in a highly curved shape. In addition, the Rotational resistance also independent in the first approximation from the curvature of the catheter.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fluidpumpeinrichtung der eingangs genannten Art in Bezug auf den Antrieb weiter zu optimieren.Of the The present invention is based on the object, a fluid pump device of the type mentioned in relation to the drive to further optimize.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.The Task is according to the invention with the features of claim 1.
Dadurch weist die Fluidpumpeinrichtung eine Fluidpumpe mit einem Pumprotor auf und eine Antriebseinrichtung mit einem Antriebsrotor, wobei die Antriebseinrichtung zum Antrieb der Fluidpumpe dient und eine Fluiddruckzuleitung und den mittels eines Fluids antreibbaren Antriebsrotor aufweist. Die Antriebseinrichtung kann zusätzlich eine Fluiddruckquelle umfassen oder mit einer solchen verbunden sein.Thereby the fluid pump device has a fluid pump with a pump rotor and a drive device with a drive rotor, wherein the Drive device for driving the fluid pump is used and a fluid pressure supply line and the drivable by means of a fluid drive rotor. The drive device may additionally comprise a fluid pressure source include or be associated with such.
Beispielsweise kann die Antriebseinrichtung als sogenannte Mikroturbine ausgebildet sein, in der mittels eines Fluids, insbesondere einer Flüssigkeit, ein Schaufelrad angetrieben wird. Dazu kann die Flüssigkeit in Axialrichtung des Antriebsrotors in die Mikroturbine eingelassen werden oder in Radialrichtung. Die Schaufelform und -ausrichtung ist in jeweils in bekannter Weise, wie aus der Turbinentechnik bekannt, entsprechend anzupassen.For example the drive device can be designed as a so-called microturbine be, in the means of a fluid, in particular a liquid, a paddle wheel is driven. For this purpose, the liquid in the axial direction of the drive rotor are embedded in the microturbine or in Radial direction. The blade shape and orientation is in each case in known manner, as known from turbine technology, accordingly adapt.
Bei einem Betrieb im menschlichen Körper wird als druckbeaufschlagtes Antriebsfluid für die Mikroturbine üblicherweise eine biokompatible Flüssigkeit, z. B. Kochsalzlösung, verwendet.at An operation in the human body is called pressurized Drive fluid for the microturbine usually a biocompatible liquid, e.g. Saline, used.
Gemäß der Erfindung ist der Antriebsrotor mit der Welle des Pumprotors direkt oder mittels eines mechanischen Getriebes verbunden.According to the Invention is the drive rotor with the shaft of the pump rotor directly or connected by means of a mechanical transmission.
Damit ergibt sich eine besonders einfache Übertragung der Antriebsbewegung vom Antriebsrotor auf den Pumprotor, wobei auch höhere Drehmomente übertragen werden können, als bei einer Magnetkupplung. Eine direkte Verbindung kann beispielsweise durch eine durchgehende, gemeinsame Welle realisiert sein. Die Probleme, die üblicherweise mit einer Magnetkupplung verbunden sind, wie beispielsweise die erhöhte Masse sowie Probleme, die beim Verkanten oder sonstigen Blockaden der Fluidpumpe sowie durch die mangelnden Spülmöglichkeiten wegen der hermetischen Abgeschlossenheit auftreten können, sind hiermit vermieden.This results in a particularly simple transmission of the drive movement from the drive rotor to the pump rotor, whereby higher torques can be transmitted, as in a magnetic coupling. A direct connection can be realized for example by a continuous, common wave. The problems that usually with egg ner magnetic coupling are connected, such as the increased mass and problems that can occur when tilting or other blockages of the fluid pump and the lack of flushing options because of the hermetic seclusion, are hereby avoided.
Zudem können durch eine einfache Verbindung des Antriebsrotors mit der Welle des Pumprotors Kosten eingespart werden.moreover can through a simple connection of the drive rotor With the wave of the pump protector costs can be saved.
Üblicherweise ist der Antriebsrotor am Ende des Katheters auch nicht weit vom Pumprotor entfernt, so dass die entsprechende Verbindung wenig aufwendig ist.Usually the drive rotor at the end of the catheter is not far from the Pump rotor removed, making the corresponding connection less expensive is.
Zudem wird die gleiche Drehzahl von Antriebsrotor und Pumprotor und sogar identische Winkelstellung garantiert. Mit der Magnetkupplung entfallen zudem weitere Fehlerquellen für ein mögliches Verkanten drehbarer Teile. Auch wird die Erzeugung von veränderlichen magnetischen Streuflussfeldern verhindert, die beispielsweise medizinische Geräte im Umfeld der Fluidpumpeinrichtung stören könnten.moreover will be the same speed of drive rotor and pump rotor and even identical angular position guaranteed. With the magnetic coupling eliminated In addition, other sources of error for a possible tilting rotatable parts. Also, the generation of variable magnetic leakage flux fields prevented, for example, medical Devices in the vicinity of the fluid pump device interfere could.
Zudem können bei veränderlichen Magnetfeldern unter Anwesenheit von elektrisch leitenden Bauteilen Spannungen induziert werden, die im biologischen Umfeld durchaus störend sein könnten.moreover can under variable magnetic fields Presence of electrically conductive components induces voltages which are quite disturbing in the biological environment could.
Vorteilhaft kann die Welle des Antriebsrotors mit der Welle des Pumprotors drehfest verbunden sein. Dabei kann die Verbindung biegsam oder auch steif ausgeführt sein. Eine biegsame Verbindung hat den Vorteil, dass das Ende des Katheters in sich noch verformbar ist, während eine steife Verbindung eine bessere Führung des Katheters beim Einführen in das Körpergefäß zur Folge hat.Advantageous can rotate the shaft of the drive rotor with the shaft of the pump rotor be connected. The connection can be flexible or stiff be executed. A flexible connection has the advantage that the end of the catheter is still deformable in itself a stiff connection better guidance of the catheter when inserted into the body vessel for Episode has.
Der Antriebsrotor und der Pumprotor können vorteilhaft auch auf einer gemeinsamen Welle montiert sein.Of the Drive rotor and the pump motor can also be advantageous be mounted on a common shaft.
Vorteilhaft ist zwischen dem Antriebsrotor und dem Pumprotor eine flüssigkeitsdichte oder nahezu flüssigkeitsdichte Drehdurchführung vorgesehen, um das im Bereich der Mikroturbine genutzte Antriebsfluid vom Bereich der Fluidpumpe fernzuhalten.Advantageous is a liquid-tight between the drive rotor and the pump rotor or almost liquid-tight rotary feedthrough provided to the used in the field of microturbine drive fluid Keep away from the area of the fluid pump.
Treten im Laufe der Zeit geringe Mengen des Antriebsfluids, beispielsweise NaCl-Lösung durch die Drehdurchführung zur Fluidpumpenseite hin aus, so ist dies gemeinhin nicht schädlich und verhindert andererseits den Eintritt der körpereigenen Flüssigkeiten, insbesondere des Blutes, von der Fluidpumpenseite hin zur Antriebsseite.To step Over time, small amounts of the drive fluid, for example NaCl solution through the rotary feedthrough to the fluid pump side out, this is generally not harmful and prevents other hand, the entry of the body's fluids, in particular of the blood, from the fluid pump side to the drive side.
Vorteilhaft kann dabei auch sein, wenn die Drehdurchführung in einem Druckraum der Flüssigkeits/Fluidpumpe mündet. In diesem Fall ist in dem Druckraum ein Gegendruck aufgebaut, der die austretende Menge des Antriebsfluids zumindest vermindert bzw. begrenzt.Advantageous can also be, if the rotary feedthrough in one Pressure chamber of the liquid / fluid pump opens. In this case, a back pressure is built up in the pressure chamber, the the exiting amount of the drive fluid at least reduced or limited.
Die Erfindung ermöglicht weiterhin eine vorteilhafte Ausführungsform, bei der vorgesehen ist, dass der Antriebsrotor und der Pumprotor zusammen auf höchstens vier, besser drei, insbesondere zwei Drehlagern gelagert sind.The Invention further enables an advantageous embodiment, in which it is provided that the drive rotor and the pump rotor together to a maximum of four, better three, in particular two pivot bearings are stored.
Die direkte Verbindung von Antriebsrotor und Pumprotor erlaubt somit das Einsparen zusätzlicher Drehlager.The Direct connection of drive rotor and pump rotor thus allows the saving of additional pivot bearings.
Die Drehlager können nach den individuellen Erfordernissen als Gleitlager oder Wälzlager ausgeführt sein oder auch als Kombination dieser beiden Lagerarten.The Swivel bearings can be made according to individual requirements be designed as plain bearings or bearings or as a combination of these two types of bearings.
Besonders vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass der Antriebsrotor und der Pumprotor zusammen auf einem einzigen Drehlager gelagert sind. Das einzige Drehlager, das sowohl den Antriebsrotor als auch den Pumprotor lagert, muß steif und verkippfest ausgebildet sein. Es kann beispielsweise dadurch gebildet sein, dass eine Welle in einem Rohr geführt ist oder eine Hohlwelle auf einem Lagerbolzen, wobei die Kontaktfläche zwischen Welle und Rohr bzw. Hohlwelle und Lagerbolzen eine gewisse Mindestlänge in der Größenord nung eines Millimeters haben sollte. Demgemäß ist ein Gleitlager zwischen dem Antriebs- und dem Pumprotor eine bevorzugte Ausführungsform.Especially Advantageously, it can be provided that the drive rotor and the Pump rotor are mounted together on a single pivot bearing. The only pivot bearing, which both the drive rotor and the pump rotor stores, must be stiff and verkippfest trained. It can for example be formed by a wave in one Tube is guided or a hollow shaft on a bearing pin, wherein the contact surface between the shaft and tube or hollow shaft and bearing pin a certain minimum length in the order magnitude a millimeter should have. Accordingly, a Slide bearing between the drive and the pump rotor a preferred Embodiment.
Es kann auch vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Drehdurchführung als Drehlager ausgebildet ist.It can also be advantageously provided that the rotary feedthrough is designed as a pivot bearing.
Diese Konstruktion ist besonders effizient, da ein entsprechendes Lager insbesondere dann, wenn es als Gleitlager ausgeführt ist oder ein Gleitlager enthält, beispielsweise durch das Vorsehen von Labyrintdichtungen, auch fluiddicht ausgeführt werden kann.These Construction is particularly efficient as a corresponding bearing especially when it is designed as a sliding bearing or a sliding bearing, for example by providing Of labyrint seals, also fluid-tight can be performed.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Antriebsrotor und der Pumprotor gemeinsam ausschließlich in einem ersten Lager zwischen ihnen und in einem zweiten Lager am distalen Ende (d. h. dem Antriebsrotor abgewandten Ende) der Pumprotorwelle gelagert sind.A sees further advantageous embodiment of the invention before that the drive rotor and the pump rotor together exclusively in a first camp between them and in a second camp at the distal end (i.e., the end facing away from the drive rotor) Pumprotorwelle are stored.
Mit dieser Ausführungsform wird die Zahl der notwendigen Drehlager gering gehalten und es wird ein minimaler Abstand sowohl der Mikroturbine als auch der Fluidpumpe von dem zwischen ihnen liegenden Lager realisiert, während ein weiteres Drehlager am distalen. Ende der Pumpenrotorwelle vorgesehen ist, dort, wo üblicherweise das freie Ende der Fluidpumpeinrichtung, wenn diese in das körpereigene Gefäß eingeschoben wird, einen Stoßschutz aufweist, der spätestens beim Einführen in eine Herzkammer gegen eine Kammerwand stößt und eine Annäherung der Pumpe an die Herzwand verhindert. Das Ende ist derart ausgebildet, dass es beim Anstoßen gegen eine Gefäßwand bzw. Herzkammer keinen Schaden anrichtet, wobei insbesondere während des Pumpbetriebs laterale Stöße auf die Pumprotorwelle ebenfalls unerwünscht sind. Aus diesem Grunde ist ein Drehlager am distalen Ende der Pumprotorwelle wünschenswert.With this embodiment, the number of necessary pivot bearing is kept low and it is a minimum distance of both the microturbine and the fluid pump realized by the bearing between them, while another pivot bearing at the distal. End of the pump rotor shaft is provided, where usually the free end the fluid pump device, when it is inserted into the body's own vessel, has a shock protection, which at the latest when inserted into a heart chamber abuts against a chamber wall and prevents the pump from approaching the heart wall. The end is designed in such a way that it causes no damage when abutting against a vessel wall or heart chamber, whereby lateral impacts on the pump rotor shaft are likewise undesirable, in particular during the pumping operation. For this reason, a pivot bearing at the distal end of the pump rotor shaft is desirable.
Vorteilhaft kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass der Antriebsrotor und der Pumprotor gemeinsam ausschließlich auf einem Lagerbolzen des Antriebsrotors einerseits und am distalen Ende der Pumprotorwelle andererseits gelagert sind. Dabei kann die Lagerung des Antriebsrotors durchaus auch anders gestaltet sein und anstelle einer Hohlwelle, die auf einem Lagerbolzen gelagert ist, kann der Antriebsrotor auch eine in einem Drehlager gelagerte Welle aufweisen. Maßgebend ist dabei, dass in diesem Fall der Pumprotor keine eigene Drehlagerstelle aufweist, so dass ein Drehlager eingespart werden kann. Das Lager am distalen Ende der Pumprotorwelle wird dabei vorteilhaft beibehalten, um die dort eventuell wirkenden lateralen Einwirkungen auffangen zu können. Dieses Lager könnte jedoch ebenfalls noch weggelassen werden.Advantageous may be provided within the scope of the invention that the drive rotor and the pump rotor together exclusively on a bearing pin the drive rotor on the one hand and at the distal end of the pump rotor shaft on the other hand are stored. The storage of the drive rotor can certainly also be designed differently and instead of a hollow shaft, the on a bearing pin is mounted, the drive rotor and a having a shaft mounted in a rotary bearing. authoritative is that in this case the pump rotor does not have its own pivot point has, so that a pivot bearing can be saved. The warehouse at the distal end of the pump rotor shaft is thereby advantageously maintained in order to absorb any lateral effects that might be acting there to be able to. However, this camp could also still be omitted.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Antriebseinrichtung eine Fluidzuleitung aufweist, die innerhalb eines Katheters verläuft.A Further advantageous embodiment of the invention provides that the drive device has a fluid supply line within a catheter runs.
Dadurch, dass die Fiuidzuleitung innerhalb des Katheters verläuft, ist sie vor äußeren Einwirkungen geschützt und platzsparend untergebracht. Außerdem entfallen Probleme beim Einführen der Fluidzuleitung, da diese vor dem Einführen des Katheters in diesen ein gelegt werden und mit dem Katheter gemeinsam eingeführt werden kann.Thereby, that the Fiuidzuleitung runs inside the catheter, it is protected against external influences and space-saving housed. In addition, there are no problems during insertion of the fluid supply line, as this before insertion The catheter can be placed in these and shared with the catheter can be introduced.
Die Fluidzuleitung kann dabei vorteilhaft als Mikro schlauch innerhalb des Katheters ausgeführt sein und zu der Fluiddruckerzeugungseinrichtung verlaufen, oder es können innerhalb des Katheters auch sogenannte Lumen, d. h. längs verlaufende Hohlräume, vorgesehen sein, die zur Fluidzuleitung und insbesondere auch zur Fluidableitung dienen können. Im Gehäuse des Antriebsrotors können eine oder mehrere Antriebsdüsen vorgesehen sein, die jeweils einzelne Zuleitungen/Lumen oder eine gemeinsame Zuleitung/ein gemeinsames Lumen aufweisen, wenn die Verteilung innerhalb des Gehäuses erfolgt. Zum Abfluss können ebenfalls eine oder mehrere Leitungen/Lumen vorgesehen sein, dort reicht jedoch auch ein einziger Kanal aus. Ein größerer Querschnitt innerhalb des Katheters für die Zu- und Abführung des Antriebsfluides führt insgesamt zu einer größeren Effizienz und zu höheren erzeugbaren Drehzahlen bzw. Drehmomenten in der Mikroturbine.The Fluid supply can be advantageous as micro tube within the catheter and run to the fluid pressure generating device, or within the catheter also so-called Lumen, d. H. longitudinally extending cavities provided be, for fluid supply and in particular for fluid discharge can serve. In the housing of the drive rotor can one or more drive nozzles may be provided, each one individual supply lines / lumens or a common supply line / a common Have lumens, if the distribution within the housing he follows. To drain one or more lines / lumens can also be provided, but there is also sufficient a single channel. A larger cross-section within the catheter for the supply and discharge of the drive fluid Overall, this leads to greater efficiency and at higher producible speeds or torques in the microturbine.
Die Antriebseinrichtung ist dabei im allgemeinen am distalen Ende des Katheters zentrisch in diesem angeordnet und vorteilhaft auch befestigt. Dabei sollte der Katheter vorteilhaft an diesem Ende auch flüssigkeitsdicht abgeschlossen sein. Die Antriebseinrichtung kann andererseits jedoch auch im Inneren des Katheters angeordnet sein, so dass dieser sich über die Antriebseinrichtung hinaus bis zur Fluidpumpeinrichtung hin erstreckt.The Drive device is generally at the distal end of the Catheter centric arranged in this and advantageous also attached. there the catheter should also be liquid-tight at this end to be finished. On the other hand, however, the drive device can also be arranged inside the catheter, so that this over the drive device out to the fluid pump device out extends.
Als besonderes vorteilhafte Ausführung der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass im Bereich der Fluidpumpe ein Drucksensor oder ein Drehzahlsensor für die Pumpe vorgesehen ist, der mit einer Steuer- oder Regeleinrichtung der Fluiddruckquelle verbunden ist.When special advantageous embodiment of the invention can also be provided that in the fluid pump, a pressure sensor or a speed sensor is provided for the pump, the connected to a control or regulating device of the fluid pressure source is.
Mittels des jeweiligen Sensors kann damit ein durch die Fluidpumpe erzeugter Druckunterschied, wie bei spielsweise ein Blutdruckunterschied, innerhalb und außerhalb der Herzkammer detektiert werden oder ein absoluter Druck, beispielsweise der Blutdruck in der Aorta oder in einer Herzkammer. In Abhängigkeit von der Differenz zwischen Solldruck und Istdruck kann dann die Drehzahl der Mikroturbine und damit die Förderleistung der Pumpe gesteuert werden. Die Drehzahl der Mikroturbine ist im wesentlichen einfach durch die Druckbeaufschlagung der Fluidzuleitung bzw. die Menge des zugeführten Fluids beim Antrieb der Mikroturbine oder eine Drossel in der Ableitungsstrecke zu beeinflussen zur Steuerung kann beispielsweise auch eine steuerbare Drossel im Fließkanal des Fluids dienen. Es kann letztendlich entweder eine Steuereinrichtung oder eine Regeleinrichtung zum Erreichen des angestrebten Drucks bzw. Druckunterschiedes der Fluidpumpe vorgesehen sein. Dabei ist durchaus auch denkbar, dass der erzeugte Druck oder Druckunterschied dynamisch, d. h. zeitabhängig, gesteuert oder geregelt wird, da beispielsweise beim Einsatz als Blutpumpe zu berücksichtigen ist, dass der Druck in einem Blutgefäß zeitlich mit den Herzkontraktionen schwankt.through of the respective sensor can thus be generated by the fluid pump Pressure difference, as for example, a blood pressure difference, within and outside the heart chamber are detected or a absolute pressure, such as blood pressure in the aorta or in a ventricle. Depending on the difference between desired pressure and actual pressure can then be the speed of the microturbine and thus the delivery rate of the pump are controlled. The speed of the microturbine is essentially simple the pressurization of the fluid supply line or the amount of supplied Fluids when driving the microturbine or a throttle in the discharge line To influence the control can, for example, a controllable Throttle serve in the flow channel of the fluid. It may eventually either a controller or a controller to achieve the desired pressure or pressure difference of the fluid pump provided be. It is also conceivable that the pressure generated or Pressure difference dynamic, d. H. time-dependent, controlled or regulated, for example, when used as a blood pump too Take into account that the pressure in a blood vessel is timed with the heart contractions fluctuates.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass die Fluidpumpeinrichtung dergestalt ausgebildet ist, dass
- a) zur erleichterten Einführung in ein Körpergefäß, zumindest in bestimmten Bereichen der Fluideinrichtung, diese einen ersten radialen Einführungszustand einnehmen kann und
- b) zum funktionssicheren und leistungsfähigen Betrieb innerhalb des Körpers, vorzugsweise zumindest teilweise innerhalb eines Ventrikels eines Herzens, ein zweiter, gegenüber dem ersten radialen Zustand vergrößerter radialer Zustand einnehmbar ist.
- a) for facilitated introduction into a body vessel, at least in certain areas of the fluid device, this can take a first radial insertion state and
- b) for functionally reliable and efficient operation within the body, preferably at least partially within a ventricle of a heart, a second, relative to the first radial state enlarged radial state is ingestible.
Wichtig ist hierbei, dass insbesondere die radial größerbauenden Bereiche während der Einführung radial verkleinert werden können, da die menschlichen Gefäße kleine Durchmesser aufweisen.Important Here is that in particular the radially larger-building Radially reduced areas during insertion can be because the human vessels have small diameters.
Es kommen verschiedene Teile der Fluidpumpeinrichtung für diese Komprimierbarkeit/Expandierbarkeit in Betracht. Dies betrifft zum einen den Pumprotor, der im Funktionszustand (also in dem Zustand, in dem er tatsächlich ein körpereigenes Fluid pumpt) größer sein kann als während der Einführung in den Körper. Hierdurch werden außerdem Beschädigungen des Rotors sowie der angrenzenden Körpergefäße verringert.It come different parts of the fluid pumping device for this compressibility / expandability. this concerns on the one hand the pump rotor, which in the functional state (ie in the state, in which he actually pumps a body's own fluid) may be greater than during the introduction in the body. This will also damage the rotor as well as the adjacent body vessels reduced.
Möglich ist es vor allem aber auch, die Antriebsturbine (d. h. den Antriebsrotor) klappbar bzw. verformbar zu gestalten, um somit einerseits während der Einführung einen kleinen radialen Zustand einnehmen zu können, und, zur Sicherstellung höherer Pumpleistungen, einen expandierten Funktionszustand einzunehmen. Dies kann (sowohl beim Antriebsrotor als auch beim Pumprotor) durch verformbare Werkstoffe geschehen oder durch gelenkige Anordnungen (klappbare Anordnungen). Somit wird eine Pumpe zur Verfügung gestellt, die einerseits radial kleinbauend ist und andererseits eine hohe Pumpleistung im Funktionszustand erreicht. Dies ist insbesondere bei hydraulisch bzw. pneumatisch angetriebenen Systemen von großem Vorteil, da das erforderliche Antriebsdrehmoment bei einem kleinen, dem Implantationsdurchmesser entsprechenden Arbeitsdurchmesser der Turbine nicht erreicht würde. Erst durch Expansion des hydraulischen bzw. pneumatischen Antriebs auf den größeren Arbeitsdurchmesser kann auch das erforderliche Antriebsmoment erzeugt werden.Possible but above all, it is the drive turbine (ie the drive rotor) to make foldable or deformable, so on the one hand during the introduction take a small radial state to be able to, and, to ensure higher pumping power, to assume an expanded functional state. This can (both on the drive rotor as well as on the pump rotor) due to deformable materials done or by articulated arrangements (hinged arrangements). Thus, a pump is provided, on the one hand is radially kleinbauend and on the other hand, a high pump power in Function state reached. This is especially true for hydraulic or pneumatically driven systems of great advantage, because the required drive torque at a small, the implantation diameter corresponding working diameter of the turbine would not be achieved. First by expansion of the hydraulic or pneumatic drive the larger working diameter can also required drive torque can be generated.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass Antriebsrotor und Pumprotor zur Übertragung einer Drehbewegung über eine Magnetkupplung miteinander koppelbar sind. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das mit dem Antriebsrotor in Verbindung stehende Medium (zum Beispiel Helium oder Luft beziehungsweise Wasser, physiologische Kochsalz- oder Glukoselösung) hinsichtlich Zusammensetzung oder einzusetzender Menge nur begrenzt körperverträglich ist und Leckagen/Infektionsprobleme mit allerhöchster Sicherheit ausgeschlossen werden sollen. Außerdem wird hierdurch unter Umständen auch eine axiale Trennbarkeit der Antriebseinheiten (d. h. Antriebsrotor einerseits und Pumprotor andererseits), die beispielsweise in nicht funktionsfähigem Einführungszustand sinnvoll sind, erleichtert. Unter Umständen kann durch die hiermit einhergehende axiale Verlängerung auch eine radiale Verkleinerung einhergehen im Sinne der oben beschriebenen Ausführung.A further advantageous embodiment provides that drive rotor and pumping rotor for transmitting a rotational movement via a magnetic coupling can be coupled together. This is special then advantageous if that related to the drive rotor Medium (for example helium or air or water, physiological Saline or glucose solution) in terms of composition or quantity to be used only with limited body compatibility is and leakages / infection problems with the utmost security should be excluded. In addition, this is under Also, an axial separability of the drive units (i.e., drive rotor on the one hand and pump rotor on the other hand), the for example, in non-functional introductory state are meaningful, relieved. May be through the accompanying axial extension also a Radial reduction associated with the purposes of the above Execution.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in einer Zeichnung gezeigt und anschließend beschrieben.in the The invention is based on an embodiment shown in a drawing and then described.
Dabei zeigtthere shows
Die
Das
proximale Ende des Katheters
Durch
innerhalb des schlauchartigen Katheters
Gemäß der
Erfindung ist am Ende des Katheters
Die Einzelheiten der Funktion der Fluidpumpeinrichtung werden anhand der folgenden Figuren näher beschrieben.The Details of the function of the fluid pumping means will be described the following figures described in more detail.
Aus
der
Bei
der erfindungsgemäßen Lösung wird über
Mikroschläuche
Die
Das Fluid, das die Turbine durchlaufen hat, wird durch einen oder mehrere Mikroschläuche zurück und durch den Katheter bis zu einem Fluidreservoir geleitet, in dessen Nähe sich auch die Druckquelle, beispielsweise eine Druckpumpe befindet.The Fluid that has passed through the turbine is replaced by one or more Micro hoses back and through the catheter directed to a fluid reservoir, in the vicinity also the pressure source, such as a pressure pump is located.
Als Fluid für den Antrieb der Mikroturbine wird beim Einsatz im medizinischen Bereich günstigerweise Kochsalzlösung (NaCl) verwendet.When Fluid for driving the microturbine is being used in the medical field, conveniently saline (NaCl) used.
Die
Der
Hohlraum des Turbinengehäuses
Zu
diesem Zweck weist das Pumpengehäuse
Zwischen
den Stützen
Im
abströmseitigen Bereich weist der Abströmschlauch
Es
ist zu bemerken, dass auch eine Variante ohne den Abströmschlauch
Durch
das Vorsehen der rundum verteilten Abströmöffnungen
Die
Welle
Außerdem weist das Pumpgehäuse in diesem Bereich einen Blutüberdruck im Betrieb auf, der dafür sorgt, dass die ausströmende Menge des Antriebsfluids gering bleibt.Furthermore the pump housing has a blood overpressure in this area in operation, which ensures that the outflowing Quantity of drive fluid remains low.
Die
Durchführung
Die
horizontalen Linien
Schon
ein einziges dieser Drehlager kann genügen, um die gesamte
Welle
Die
Der
Abschnitt zwischen der Mikroturbine und dem am proximalen Ende des
Katheters befindlichen Steuergerät ist mit
Es
sind zudem Sensoren
Hierdurch ist es möglich, mittels der Steuereinheit über den Fluiddruck des Antriebsfluids bzw. die Menge des Antriebsfluids oder den Staudruck im Ablaufkanal die Drehzahl der Mikroturbine und damit die Pumpleistung zu steuern oder zu regeln, um in einem bestimmten gewünschten Maß das Herz und damit den Blutkreislauf zu unterstützen.hereby it is possible to transfer by means of the control unit the fluid pressure of the drive fluid or the amount of drive fluid or the back pressure in the outlet channel the speed of the microturbine and thus to control the pumping power or to regulate in one certain desired degree the heart and thus to support the blood circulation.
Mittels der einfachen Konstruktion und Verbindung zwischen der Mikroturbine und der Fluidpumpe ist eine einfache, zuverlässige Konstruktion ermöglicht, die sehr kostengünstig herstellbar und wenig fehleranfällig ist. Auch werden magnetische bzw. elektromagnetische Effekte vermieden, die beispielsweise durch eine Magnetkupplung mit schnell rotierenden Stabmagneten entstehen könnten und die beispielsweise andere medizinische Geräte wie Herzschrittmacher stören könnten.through the simple construction and connection between the microturbine and the fluid pump is a simple, reliable construction allows the very inexpensive to produce and less error prone is. Also magnetic or electromagnetic effects are avoided for example, by a magnetic coupling with fast rotating Bar magnets could arise and others, for example disrupting medical devices such as pacemakers could.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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