192334. lajstromszámú szabadalom • Műszívként alkalmazható kettős szivattyú
1 A találmány tárgya műszívként alkalmazható kettős szivattyú két, egymás mellett elhelyezkedő, szívkamrához hasonló üreggel, melyek mindegyikének van egy-egy folyadék-bemeneti és folyadék-kimeneti nyílása, továbbá minden bemenetben és kimenetben vagy egy-egy egyirányú szelep, végül van egy olyan hajtószerkezete, amely a kamrák térfogatát periodikusan és ismétlődően csökkenti, miáltal azok folyadékot nyomnak ki a megfelelő kimeneteken keresztül. A műszíveket széles körben ismerik és alkalmazzák például a szív-tüdő készülékekben. A 3.097.366 számú USA szabadalmi leírás olyan szív-pumpát ismertet és mutat be, amelyben a szivattyú szívkamrához hasonló üregeit egyszerű motor működteti olyan lemez segítségével, mely felváltva idézi elő a kamrák kiürítését, illetve feltöltését. A gumitasak formájú kamrák a vért a pitvarüregekből kapják, melyek nyomáskiegyenlítő szerepet játszanak, azaz biztosítják a vér egyenletes beáramlását. A két szivattyú a kiáramló vérre úgynevezett „pozitív” pumpaként hat, amelyben a kiszorított térfogat, - azaz a lökettérfogat - nem változik, csupán a ritmus, — azaz a frekvencia — szabályozható A 3.783.453 számú USA szabadalmi leírásból olyan kettős szivattyú ismerhető meg, melyben a gumitasak formájú kamraüregek mindegyike egy-egy merev tartályban van elhelyezve, és működtetésük kívülről történik, a tartályba befecskendezett, illetve abból kiszívott működtető folyadék segítségével. A pumpatasakok felváltva szivattyúznak, és működtetésüket ellenőrző rendszer segítségével olymódon szabályozzák, hogy időegységenként összességében ugyanolyan mennyiségű vért pumpáljanak keresztül a két szivattyún. Ez a szabályozás a tasak-térfogatok külön-külön történő érzékelése révén van megvalósítva. A jelen találmány a feltaláló azon felismerésén alapul, hogy az emberi szív nem az általában feltételezett módon működik. Mivel ezen felismerés egyben a találmány műszaki hátterét jelenti, az alábbiakban röviden ismertetjük annak érdekében, hogy a találmányt könnyebben érthetővé tegyük. Azt figyelték meg - többek között a szív ultrahangos vizsgálata során —, hogy egy szívverés alatt a szív térfogata gyakran csak 10%-nál kisebb mértékben változik, továbbá, hogy a beáramló vér nem pulzál számottevő mértékben, a kiáramló vér azonban erősen pulzál. Ennek alapján kimondható, majd klinikailag megerősíthető volt az a feltevés, hogy szívveréskor a szívizomzat - a szívizmok összehúzódása révén - a pitvari septumot a szívbillentyűkkel együtt lefelé húzza, a szív csúcsának irányában. A szívizmok elernyedésekor azután a billentyűsík felfelé nyomódik, de nem az izmok által kifejtett erő hatására, hanem a bejutott vér belső diasztolés nyomása révén, valamint a szíven belül és kívül elhelyezkedő rugalmas komponensek átal kifejtett erő hatására. A szisztolés fázis alatt tehát a kamra térfogata csökken, a pitvaré pedig megnő, miáltal ezen térfogatok összege enyhén csökken, és így a szív-konfiguráció csökken. Következésképpen, a szisztolé periódusa alatt több vér pumpálódik ki: mint amennyi bejut. A vérnek a pitvarba történő beáramlása azonban a szisztolés fázis alatt is folytatódik, a pitvartérfogat megnövekedése következtében. A diasztolés fázis alatt., az aortában és az artéria pulmonalisban lévő billentyűk zárva vannak. A vérnek a pitvarba történő beáramlása folytatódik, mivel a teljes szívtérfogat kissé megnő, és a 2 billentyű-sík - többé-kevésbé a pitvarba beáramló vérmennyiség hatására - ismét felfelé mozdul el, miáltal a következő szisztolés fázisban a szív verőtérfogatát a megelőző diasztolés és szisztolés fázisok alatt bejutott vérmennyiség határozza meg. E felismeréseket - a kamra septum szabályozó funkciójára vonatkozó további felismeréssel együtt — meglepőeknek és olyanoknak kell tekintenünk, melyek valószínűleg paradigmatikus változásokat eredményeznek e tudományág területén. Ezen új felismerésekkel összhangban azt is megfigyelték, hogy az emberi szív sajátos, természetes módszerrel szabályozza a két szívfélbe szivattyúzott vér mennyiségét, a szükséges egyensúly elérése érdekében. A szabályozás a kamrai septum rugalmasságán alapszik. A szisztolés fázisa alatt, — amikor az egyes szívkamrák térfogata csökken — a jobb kamrából az artéria pulmonalisba való kimenetnél kisebb ellennyomás tapasztalható, mivel a keringési rendszer tüdőbeli (pulmonáris) részében az áramlási ellenállás kisebb, mint a keringési rendszernek az aortán keresztülhaladó szisztémás részében. A kamra septum tehát mindig egy adott helyzetet foglal el, éspedig a szisztolés alatt a jobb kamra felé hajlik el. Másfelől, a diasztolés fázisban a kamrai septum a két bemenetnél uralkodó nyomástól függően változó helyzetet vehet fel, ami a szivattyúzott vérmennyiség kiegyenlítő funkcióját eredményezi. A szívnek ez a kiegyenlítő funkciója rendkívül fontos; megfigyelték például, hogy a kamrai septum infarktusa rosszabb prognózisú mint a jobb és a bal szívkamra más részeit érintő infarktus. Ez valószínűleg annak tulajdonítható, hogy a kamrai septum elveszti stabilizáló funkcióját a szisztolés fázis alatt, és merevvé, mozdulatlanná válik.. Következésképpen, a jobb kamra üregéből kipumpált vérmennyiség megnő, ugyanakkor azonban a bal kamra üregéből történő kiáramlás ugyanolyan mértékben csökken, ami a vérnek a tüdőben való felgyülemléséhez és ezáltal tüdő-oedema kialakulásához vezet. A találmány célja kiegyenlített hatás egyszerű módon való elérése a kettős szivattyú két szivattyúja között annak érdekében, hogy a szivattyú hatékonyan alkalmazható legyen szív-tüdő készülékben, vagy műszívként. A másik cél olyan kettős szivattyú létrehozása, mely a pulzáló folyadék-kiáramlás ellenére biztosítja a folyadék egyenletes beáramlását. Bár bizonyos fokú kiegyenlítő hatás a gyakorlatban már ismert, alapvető konstrukciók segítségével is elérhető, mivel a műszívhez legközelebbi érrendszer - melybe beletartozhat a pitvar fennmaradó felső része is -, képes térfogatának bizonyos fokú megváltoztatására, ez a kiegyenlítő hatás azonban javítható azáltal, ha különálló pitvarszerű térfogatokat alkalmazunk, és ezek a pitvartérfogatok a kamratérfogatok változásainak hatására mintegy részleges válaszként változnak meg. A találmány harmadik alapgondolata szerint olyan kettős szivattyút hozhatunk létre, mely - azon kívül, hogy biztosítja az általa szivattyúzott két véráram között az egyensúly-önszabályozást —, arra is képes, hogy a fent említett szivattyúzott véráramok abszolút értékeit önszabályozással állítsa be. Ez a szabályozás nem történhet erő hatására, a következményes szövetkárosodás veszélye miatt, hanem úgynevezett „belső nyomás,, eredményeként kell létrejönnie, Ezt úgy érhetjük el, hogy nyomást gyakorolunk a szívkamrához hasonló üregekre, éspedig unilaterális, azaz olyan erő 192.334 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
