Herzunterstützungssystem sowie Herzunterstützungsverfahren

Die Erfindung betrifft ein Herzunterstützungssystem umfassend einen

Ansaugbereich zur Ansaugung von Blut, einen Auslassbereich zur Ausgabe des angesaugten Blutes, eine Pumpanordnung zum Transport des Blutes vom Ansaugbereich zum Auslassbereich, eine Pumpen-Aorta-Verbindung und eine Saugverbindung vom Ansaugbereich zur Pumpe, wobei Teile der Herzfunktion durch das Herzunterstützungssystem übernommen werden.

Ferner betrifft die Erfindung ein Herzunterstützungsverfahren, insbesondere mit einem erfindungsgemäßen Herzunterstützungssystem, umfassend die Schritte Ansaugen von Blut innerhalb der linken Herzhälfte, Pumpen und Weiterleiten des angesaugten Blutes in die Aorta.

Eine Herzinsuffizienz ist eine krankhafte Unfähigkeit des Herzens, die vom Körper benötigte Blutmenge ohne Druckanstieg in den Herzvorhöfen zu fördern. Insbesondere führen Herzkammern, die vergrößert/dilatiert sind und damit keine ausreichende Leistung zum Bluttransport mehr erreichen können, zu dieser Herzinsuffizienz.

Eine medikamentöse Behandlung einer derartigen Herzinsuffizienz ist in der Regel nach einer gewissen Zeit ausgereizt bzw. austherapiert, wodurch letztendlich die Herzinsuffizienz mittels eines Herzunterstützungssystems versorgt werden muss, wobei dieses Herzunterstützungssystem die

Bluttransportleistung wieder herstellen soll.

Aus dem Stand der Technik ist bekannt, ein Herzunterstützungssystem über die Herzspitze mittels eines daumengroßen Einflussstutzens zu implantieren, wobei dieser Einflussstutzen ca. 3 cm tief innerhalb des linken Ventrikels angeordnet wird. Hierbei bildet der Einflussstutzen eine Kanüle aus.

Aus der Druckschrift DE 695 31 399 T2 ist ein Herzunterstützungssystem in Form eines Kunstherzens bekannt, wobei eine Pumpanordnung innerhalb der linken Herzkammer angeordnet ist und Blut aus der linken Herzkammer durch die Aortenklappe hindurch in die Aorta leitet.

Die DE 697 30 617 T2 zeigt ein Kreislaufhilfssystem, welches die Pumpfunktion des Herzens eines Patienten unterstützt oder vorübergehend ersetzt mit einer außerhalb des Körpers liegenden, tragbaren Blutflußpumpe, die über eine prozessorgesteuerte Steuereinheit die Herzfunktion regelt.

Die US 8 226 712 B1 und US 6 048 363 A zeigen ein künstliches Herz mit automatischer Blutfluß- und -druckregelung, ein sogenanntes„TAH System" (Total Artificial Heart) bei dem die Funktion des Herzens übernommen wird bzw. ein sogenanntes LVAD (Left Ventricle Assist Device), bei dem eine Pumpe direkt am linken Vorhof angeschlossen wird und dabei ein Teil, u.a. die Mitralklappe, des Herzens umgangen wird.

Die US 4 994 078 A zeigt einige Bauarten eines künstlichen Herzens mit Pumpen die keine Klappen benötigen und ein Herzunterstützungssystem, das in der Herzkammer eingebracht ist und als hydraulischer Sack durch Muskelkraft angeregt wird, um die Funktion der Herzkammer zu ermöglichen.

Problematisch am derzeitigen Stand der Technik der Einflussstutzen/Kanülen ist, dass sich Thromben an der Kanüle selbst als auch hinter der Mitralklappe entwickeln. Die Thrombenbildung ist bedingt durch die mechanische Entlastung der linken Herzkammer, wodurch der Fluss in der linken Herzkammer quasi auf null reduziert wird.

Die Gabe von Medikamenten zur Hemmung der Blutgerinnung,

Antikoagulanzien, kann nicht die Entstehung derartiger Gerinnungsthromben verhindern, so dass die sich bildenden Gerinnungsthromben in den gesamten Körper des Patienten verschleppt werden können, die dann nicht selbstständig vom Körper aufgelöst werden können und letztendlich zu großen Problemen für den Patienten führen können. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

Herzunterstützungssystem sowie ein Herzunterstützungsverfahren aufzuzeigen, die es ermöglichen, das Problem der Thrombosebildung im Bereich der linken Herzkammer bei Verwendung eines Herzunterstützungssystems zu verhindern, so dass die Gefahr einer Thrombenbildung durch das Herzunterstützungssystem vollständig ausgeschlossen wird.

Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Herzunterstützungssystem nach

Anspruch 1 sowie einem Herzunterstützungsverfahren nach Anspruch 8.

In einer ersten Alternative ist der Ansaugbereich direkt im Anschluss an die Mitralklappe angeordnet, wobei hierbei die natürliche Mitralklappe des Patienten erhalten bleibt und die Verbindung über eine spezielle Prothese kammerseitig an die Mitralklappe mittels Naht erfolgt.

In einer zweiten Alternative ist der Ansaugbereich als künstliche Mitralklappe ausgebildet und ersetzt eine einfache künstliche Mitralklappe oder die nicht mehr ausreichend funktionstüchtige natürliche Mitralklappe des Patienten. Beide Alternativen haben gemein, dass das anzusaugende Blut ausschließlich aus dem linken Vorhof bestimmungsgemäß, was diesbezüglich bedeutet, dass das Herzunterstützungssystem in und an dem Herzen angeordnet ist, entnommen wird. Hierdurch wird das Blut aus dem linken Vorhof abgesaugt und durch den linken Ventrikel hindurchgeführt, so dass der linke Ventrikel praktisch ohne Funktion ist. Es können keine Thromben mehr in das

Herzunterstützungssystem gelangen, wodurch sich eine deutliche Verbesserung der klinischen Problematik ergibt. Entgegen der bisherigen Einschätzung, dass der linke Ventrikel sich immer erholen könnte, so dass das Herzunterstützungssystem unter Umständen wieder explantiert werden könnte, ist dies bei einem nicht mehr funktionstüchtigen „ausgebrannten" linken Ventrikel jedoch vollkommen ausgeschlossen. Im

Vorwege kann bereits genau festgelegt werden, ob ein Ventrikel überhaupt noch die Möglichkeit haben kann, sich zu erholen oder ob alternativ die Indikation für das diesseitige erfindungsgemäße Herzunterstützungssystem sowie die

Anwendung des erfindungsgemäßen Herzunterstützungsverfahrens angezeigt ist. Die Saugverbindung besteht in der Variante, dass die natürliche Mitralklappe des Patienten ersetzt wird bzw. bereits eine künstliche Mitralklappe vorhanden ist, aus einem Antriebsstutzen der Pumpenanordnung und einem daran

angeordneten mitral-apikalen Anschlussstück, wobei am pumpenfernen Ende eine künstliche Mitralklappe angeordnet ist, wobei die künstliche Mitralklappe im Bereich der natürlichen Mitralklappe der linken Herzkammer bestimmungsgemäß anordenbar ist.

Die Saugverbindung besteht alternativ bei noch gut erhaltener und

funktionstüchtiger Mitralklappe aus einem Antriebsstutzen der Pumpenanordnung und einem daran angeordneten mitral-apikalen Anschlussstück, wobei am pumpenfernen Ende eine Mitralklappennngprothese angeordnet ist, wobei die

Mitralklappennngprothese an dem Mitralklappenring bestimmungsgemäß von der linken Herzkammer anordenbar ist.

Der Ansaugbereich und die Saugverbindung sind innerhalb der linken

Herzkammer/Ventrikel bestimmungsgemäß geführt. Die linke Herzkammer wird so quasi ohne Funktion geschaltet.

Die Pumpen-Aorta-Verbindung ist außerhalb der linken Herzkammer

bestimmungsgemäß geführt, da auf diese Weise ein guter Blutfluss realisiert wird und die Pumpenanordnung entsprechend einfach ausgestaltet werden kann. Der Auslassbereich ist bestimmungsgemäß innerhalb der Aorta vorgesehen, so dass das aus dem linken Vorhof abgesaugte Blut direkt in die Aorta eingeleitet werden kann, wobei die Aortenklappe umgangen wird.

Bestimmungsgemäß kann eine zusätzliche Kanüle zwischen der linken

Herzkammer und dem rechten Vorhof vorgesehen sein, falls ein Überdruck in der nunmehr außer Funktion gesetzten linken Herzkammer sich ausbilden sollte und dieser sich nicht selbst über die Aortenklappe bereinigt.

Die Saugverbindung weist zumindest abschnittsweise eine wenigstens auf der Innenseite spiralförmig ausgebildete Wandung auf, wobei ein in Pumpenrichtung wirkender unterstützender Bluttransport erfolgt. Durch diese besondere

Ausgestaltung ist es möglich, den Bluttransport zu unterstützen.

Die spiralförmig ausgebildete Wandung der Saugverbindung ist mit einer geometrische Strukturierung, insbesondere durch Erhebungen, Bahnen,

Leitkanäle, Leitwandungen, Einkerbungen und/oder Ausbuchtungen der

Innenwand eine Beschleunigung des Blutes in Blutrichtung unterstützt.

Bevorzugt erfolgt durch die Ausgestaltung der Innenwandung der

Saugverbindung mit einer spiralförmig in Richtung des Bluttransportes ausgebildeten Struktur eine Beschleunigung des Bluttransportes innerhalb der Saugverbindung. Die Saugverbindung ist einteilig ausgebildet.

Die Saugverbindung weist eine Sensorik zur Erfassung der Strömungsgeschwindigkeit, Strömungsbeschleunigung und/oder des Blutdurchflusses aufweist, wobei die Sensorik mit der die Pumpanordnung zum Transport des Blutes verbindbar ist. Die Pumpanordnung zum Transport des Blutes weist eine Regeleinheit auf, die mit der Sensorik verbindbar ist. Das erfindungsgemäße Herzunterstützungsverfahren ist gekennzeichnet durch das Ansaugen des Blutes unmittelbar nach der Mitralklappe, wobei dieses derart erfolgt, dass das Blut aus dem linken Vorhof entnommen wird.

Der Bluttransport erfolgt ausschließlich durch das Absaugen des Blutes aus dem linken Vorhof unter Umgehung der linken Herzkammer und Einleiten des abgesaugten Blutes in die Aorta.

Ein sich bildender Überdruck innerhalb der linken Herzkammer kann in den rechten Vorhof abgeleitet werden.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der

beiliegenden Zeichnung detailliert beschrieben.

eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Herzunterstützungssystems; eine schematische Darstellung eines zweiten

Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen

Herzunterstützungssystem und eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Herzunterstützungssystems mit

Regelungseinheit.

In Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Herzunterstützungssystems dargestellt.

Der dargestellte Teil des Herzens besteht aus dem linken Vorhof 1 , dem linken Ventrikel / der linken Herzkammer 7, der Aorta 9 sowie der zwischen der linken Herzkammer 7 und der Aorta 9 angeordneten Aortenklappe und dem Mitralklappenbereich 2 zwischen dem linken Vorhof 1 und der linken

Herzkammer 7.

Das erfindungsgemäße Herzunterstützungssystem umfasst eine Pumpe 5, eine Pumpen-Aorta-Verbindung 6, die die Pumpe mit der Aorta 9 verbindet, so dass Blut in die Aorta 9 in Blutrichtung 10 gefördert werden kann.

Weiter umfasst das erfindungsgemäße Herzunterstützungssystem an der Pumpe 5 ein Antriebsaggregatsstutzen, Saugverbindung 4, an dessen pumpenfernen Ende ein mitral-apikales Anschlussstück 3 angeordnet ist. An dem mitral-apikalen Anschlussstück 3 ist an dessen pumpenfernen Ende eine künstliche Mitralklappe 2 angeordnet.

Erfindungsgemäß wird nunmehr aus dem linken Vorhof 1 Blut in das mitralapikale Anschlussstück 3 durch die künstliche Mitralklappe 2 hindurch abgesaugt und in Blutrichtung 10 mit Hilfe der Pumpe 5 durch die Pumpen-Aorta- Verbindung 6 in die Aorta 9 gefördert. Hierbei wird die linke Herzkammer 7 vollständig umgangen.

Nachfolgend sind noch zwei weitere Ausführungsbeispiele erläutert, wobei zu der generellen Funktion der einzelnen Elemente auf die Figurenbeschreibung der Fig. 1 verwiesen wird.

In Fig. 2 ist eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Herzunterstützungssystems dargestellt.

Die Saugverbindung 2, 3, 4 ist einteilig ausgeführt und auf der Innenwandung mit einer spiralförmigen Geometrie 3a, z.B. als Topographie, versehen, um den Blutfluss zu orientieren und gegebenenfalls zu beschleunigen.

Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Herzunterstützungssystems mit Regelungseinheit. Die Regelungseinheit 5a steuert die Pumpenanordnung 5 an, wobei hierzu die Signale der Sensorik 11 verwendet, erfasst, ausgewertet und gespeichert und/oder vorzugsweise auch gesendet werden, so dass die Pumpenanordnung 5 entsprechend des Blutflusses und/oder des Blutbedarfes individuell optimiert werden kann.

Die Energieversorgung der Pumpenanordnung sowie der weiteren aktiven Komponenten erfolgt bevorzugt autark, beispielsweise über Thermogeneratoren durch den Körper, Batterien und/oder körpernahe kabellose

Energieübertragungsverfahren.

Bezugszeichenliste

1 linker Vorhof

2 Mitralklappe

3 mitral-apikales Anschlussstück

3a spiralförmige Innenwandung / Geometrie

4 Antriebsaggregatsstutzen, Saugverbindung

5 Pumpe

5a Regeleinheit

6 Pumpen-Aorta- Verbindung

6a Auslassbereich

7 linke Herzkammer

8 Herzkammerwand

9 Aorta

10 Blutrichtung

11 Sensorik