DE19854724A1

DE19854724A1 - Magnetisch aufgehängte Fluidpumpe und Steuer- bzw. Regelsystem

Info

Publication number: DE19854724A1
Application number: DE19854724A
Authority: DE
Inventors: Edward Karl Prem
Original assignee: Vascor Inc
Current assignee: Vascor Inc
Priority date: 1997-11-26
Filing date: 1998-11-26
Publication date: 1999-05-27
Also published as: GB2335146A; FR2802429A1; CA2251322A1; JP3182402B2; CA2251322C; US6179773B1; FR2802428A1; US6363276B1; FR2802429B1; FR2771295A1; ITRM980721A1; IT1302877B1; US6375607B1; JPH11241695A; NL1010651C2; FR2771295B1; NL1010651A1; GB9823739D0; GB2335146B; US5928131A

Description

HINTERGRUND 1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich generell auf Pumpen, welche zum Pumpen von Blut eine magnetische Aufhängung und Rotationsmittel bzw. eine Rotationseinrichtung verwenden, und mehr im besonderen bezieht sich die Erfindung auf eine magne tisch aufgehängte und rotierte Blutpumpe, die keine mechani schen Lager oder Dichtungen hat und ein Pump- bzw. Pumpenmit tel bzw. eine Pump- bzw. Pumpeneinrichtung aufweist, das bzw. die radial und axial magnetisch gelagert ist.

BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK

Die Verwendung von Rotationspumpen (d. h. axial, zentrifugal, gemischte Strömung) zum Pumpen von Fluiden, und im besonderen von Blut, ist den Fachleuten gut bekannt. Eine Rotationspumpe besteht im allgemeinen aus einem äußeren Gehäuse mit einem Einlaß- und Auslaßkanal bzw. mit Einlaß- und Auslaßkanälen, und einem Laufrad, beispielsweise einem Flügel- oder Schau felrad, das auf einer Welle (mit mechanischen Lagern und Dichtungen) innerhalb des äußeren Gehäuses zur Rotation um eine Achse angebracht ist. Mechanische Lager sind jedoch ge gen Abnutzung und für frühzeitige Defekte, Ausfälle, Fehler o. dgl. empfindlich und können genügend bzw. so viel Wärme und mechanische Beanspruchungen erzeugen, daß sie eine nicht akzeptable Blutschädigung bewirken können. Die Wellendichtun gen sind auch für Abnutzung empfindlich und neigen zur Wärme erzeugung, was zur Leckage, Blutgerinselbildung, Lagerfest fressen und bakteriellem Wachstum führen kann. Beispiele von Rotationspumpen, in denen wellenmontierte Laufräder mit La gern und Dichtungen verwendet werden, sind in US-A 4 135 253 für Reich et al., US-A 4 403 911 für Possell, US-A 4 704 121 für Moise, und US-A 4 927 407 für Dorman offenbart.

Es sind zahlreiche Pumpen entworfen bzw. ausgebildet worden, um die obigen Probleme durch Anwenden einer Schmiermittelspü lung der mechanischen Lager der Rotationspumpe zu umgehen. Beispiele von solchen Pumpen sind in US-A 4 944 722 von Car riker et al. und US-A 4 846 152 von Wampler et al. offenbart. Diese Arten von Pumpen haben mehrere Probleme, einschließlich des Problems, daß sie nicht die Fähigkeit haben, aufgrund der Notwendigkeit einer perkutanen Zuführungsleitung und eines externen Reservoirs für das Bewerkstelligen einer Lagerspü lung voll implantierbar zu sein. Außerdem ist ein Potential für Infektion und Leckage aufgrund des Spülfluids und der perkutanen Leitungen vorhanden. Darüberhinaus können die me chanischen Lager trotzdem noch einen Austausch nach einer ge wissen Zeit erfordern, weil sie während des Betriebs andere Pumpenstrukturen direkt kontaktieren.

Durch Anwenden einer Fluidrotationspumpe mit einem magnetisch aufgehängten Laufrad können alle die vorstehend erwähnten Probleme vermieden werden. Beispiele von solchen Pumpen sind in US-A 5 326 344 von Bramm et al., US-A 4 688 998 von Olsen et al. und US-A 4 779 614 von Moise offenbart. Ein Problem, das mit allen den zitierten Vorschlägen verbunden ist, be steht darin, daß ein einziger Spalt sowohl für den Blutströ mungsweg durch die Pumpe als auch für die magnetische Aufhän gung und die Rotation des Laufrads verwendet wird. Diese bei den Funktionen beinhalten direkt entgegengesetzte Erforder nisse hinsichtlich der Größe des Spalts. Als ein Blutströ mungsweg sollte der Spalt groß sein, um eine Blutschädigung zu vermeiden. Als ein magnetischer Aufhängungs- und Rota tionsspalt sollte der Spalt klein sein, um die Größe der ma gnetischen Aufhängungs- und Rotationskomponenten zu minimie ren und außerdem eine effiziente Verwendung der Energie zum Bewerkstelligen der Aufhängung und Rotation des Laufrads zu ermöglichen. Infolgedessen führt für diese Arten von Pumpen irgendeine ausgewählte Spaltgröße zu einem unerwünschten Kom promiß zwischen Blutschädigung, Einrichtungsgröße und Ener gieerfordernissen.

Beispiele von Pumpen, die separate Spalte für die primäre Blutströmung und die Laufradrotation haben, sind in US-A 5 324 177 von Golding et al. und US-A 5 049 134 von Golding et al. offenbart. Jedoch wird in diesen Pumpen der Rotations spalt außerdem dazu benutzt, hydrodynamische Aufhängungslager für den Rotor zu verwirklichen. Solche hydrodynamischen Lager können das Blut übermäßigen Scherbeanspruchungen aussetzen, welche in nichtakzeptabler Weise die fragilen Komponenten des Bluts schädigen können. Außerdem werden in den Pumpen gemäß US-A 5 324 177 und US-A 5 049 134 stationäre magnetische Kom ponenten innerhalb einer Mittelbohrung einer Rotationsanord nung plaziert. Solche Konfigurationen bewirken generell, daß die Massen- und Rotationsträgheit der Rotationsanordnung grö ßer als jene in einem System sind, in welchem die stationären magnetischen Komponenten um die äußere Oberfläche der Rota tionsanordnung herum plaziert sind. Rotationsanordnungen, die große Massen- und Rotationsträgheit haben, können unerwünscht sein, weil die axialen und radialen Lagerelemente relativ groß gemacht werden müssen, um eine angemessene Fluchtung bzw. Ausrichtung der Rotationsanordnung während Stoß, Vibra tion und Beschleunigung aufrechtzuerhalten.

Die Strömungsrate von Blutpumpen, die fähig sind, negative Einlaßdrucke zu erzeugen, muß dynamisch eingestellt werden, um die Blutströmungsrate in den Herzventrikel, typischerweise den linken Ventrikel, passend zu machen. Wenn zu wenig Strö mung durch die Blutpumpe erzeugt wird, können die Gewebe und Organe des Körpers inadäquat perfundiert bzw. durchblutet werden, und der Blutdruck im linken Ventrikel nimmt zu - was potentiell übermäßigen Pulmonaldruck und Kongestion bzw. Blutandrang bewirkt. Wenn umgekehrt die Strömungsrate der Blutpumpe zu hoch ist, kann übermäßiger negativer Druck in dem linken Ventrikel und in dem Einlaß zu der Pumpe erzeugt werden. Ein übermäßiger negativer Blutdruck ist aus den fol genden Gründen unerwünscht: 1) Nichtakzeptable Niveaus an Blutschädigung können durch Kavitation verursacht werden; 2) die Pumpe kann durch Kavitation beschädigt werden; 3) die Wände des Ventrikels können kollabieren und geschädigt wer den; und 4) die Wände des Ventrikels können kollabieren und den Blutströmungsweg zu der Pumpe blockieren.

Durch Anwenden eines Steuer- bzw. Regelsystems zur dynami schen Steuerung bzw. Regelung der Strömungsrate der Pumpe zur Vermeidung von übermäßigem negativem Blutdruck können die oben erwähnten Probleme vermieden werden. Ein Beispiel eines solchen Steuer- bzw. Regelsystems ist in US-A 5 326 344 von Bramm et al. offenbart. In dem vorgenannten U.S.-Patent wird ein Verfahren zum dynamischen Steuern bzw. Regeln der Strö mungsrate einer Pumpe basierend auf einem Signal beschrieben, das von einem einzigen Drucksensor abgeleitet ist, der sich innerhalb des Pumpeneinlasses befindet. Ein Problem, welches mit einem solchen Druckabfühlsystem verbunden sein kann, ist die Schwierigkeit, eine langzeitige Stabilität eines solchen Sensors zu erreichen, insbesondere im Licht der relativ nied rigen Drucke (0 bis 20 mm Hg), die aufgelöst werden müssen bzw. für die die entsprechende Auflösung vorhanden sein muß, und die aggressive Umgebung, in welcher der Sensor betrieben wird. Ein anderes Problem, das mit einem solchen Druckabfühl system verbunden sein kann, besteht darin, daß die Wirkung der Änderung des atmosphärischen Drucks ein ungenaues Abfüh len des Drucks, dessen Werte für das angemessene Steuern bzw. Regeln der Pumpe benötigt werden, bewirken kann.

Viele Patienten, die aufgrund der Unfähigkeit ihres Herzens, eine adäquate Blutströmung zu liefern, eine Herzunterstützung benötigen, sind außerdem für Herzarrhythmien prädisponiert. Solche Arrhythmien können die Blutströmung nachteilig beein flussen, wenn eine Herzunterstützungseinrichtung verwendet wird, insbesondere dann, wenn nur eine uni-ventrikulare Her zunterstützung vorgesehen ist. Durch Kombinieren eines Ar rhythmiesteuer- bzw. -regelsystems mit einem Herzunterstüt zungssystem können die vorstehend erwähnten Probleme überwun den werden. Ein Beispiel eines solchen kombinierten Herzun terstützungs- und Arrhythmiesteuer- bzw. -regelsystems ist in US-A 4 925 443 von Heilman et al. offenbart. In dem vorge nannten U.S.-Patent wird eine Herzunterstützungseinrichtung beschrieben, welche das Myokard direkt zusammendrückt, um ei ne erhöhte Blutströmung in Kombination mit einem Arrhythmie steuer- bzw. -regelsystem zu erreichen. Einige Probleme, wel che mit der direkten Kompression des Myokards verbunden sind, können die Schwierigkeit des sich Anpassens an einen weiten Bereich von Herzformen und -größen, die Schwierigkeit des ad äquaten Anbringens einer solchen Einrichtung an dem Herzen, und eine Schädigung des Myokards aufgrund von Kompression und Abrasion, Abrieb, Abnutzung o. dgl. beinhalten.

Demgemäß besteht ein Bedürfnis nach einer Blutpumpe, mit wel cher die zuvor erwähnten Probleme und Schwierigkeiten über wunden werden, die mit konventionellen Blutpumpen verbunden sind, und außerdem nach einem System des dynamischen Steuerns bzw. Regelns einer solchen Blutpumpe, insbesondere derart, daß die vorstehend beschriebenen Probleme und Schwierigkei ten, die bei Steuer- bzw. Regelsystemen, in denen Drucksenso ren verwendet werden, auftreten können, vermieden werden. Darüber hinaus sollte eine solche Blutpumpe und ein solches Steuer- bzw. Regelsystem fähig sein, mit einem Arrhythmie steuer- bzw. -regelsystem zur verbesserten Herzarrhythmiebe handlung zusammenzuwirken.

Aufgabe der Erfindung ist es insbesondere, eine solche Blut pumpeneinrichtung und ein solches Steuer- bzw. Regelsystem zur Verfügung zu stellen.

Mit der Erfindung wird eine Blutpumpeneinrichtung zur Verfü gung gestellt, welche ein Statorteil aufweisen kann, das ein magnetisch aufgehängtes und rotiertes Rotorteil enthält. Der Rotor kann vorzugsweise innerhalb des Stators sowohl radial als auch axial magnetisch aufgehängt sein. Die Blutpumpe kann außerdem ein zugehöriges magnetisches Aufhängungssteuer- bzw. -regelsystem, ein Blutpumpenströmungsratensteuer- bzw. -re gelsystem und/oder ein Arrhythmiesteuer- bzw. -regelsystem haben.

Die Blutpumpe kann vorzugsweise eine Zentrifugalpumpe sein, worin ein Laufrad, beispielsweise ein Flügelrad oder Schau felrad, Blut von dem linken Ventrikel eines Herzens abzieht und es an die Aorta abgibt, so daß dadurch der Druck vermin dert wird, der von dem linken Ventrikel erzeugt werden muß. Die Blutpumpe kann außerdem von einer relativ kleinen Abmes sung sein, derart, daß sie vollständig innerhalb des mensch lichen Körpers implantiert werden kann. Wenn biventrikulare Herzunterstützung benötigt wird, kann eine zweite solche Blutpumpe zum Unterstützen des rechten Ventrikels implantiert werden. Das Laufrad der Zentrifugalpumpe kann ein integraler Teil einer Rotoranordnung sein. Die Rotoranordnung kann vor zugsweise mittels Permanentmagnetradiallagern und einem Lorentz-Kraft-Axiallager aufgehängt sein. Das Lorentz-Kraft- Axiallager kann bidirektionale bzw. zweigerichtete Axialkräf te in Ansprechung auf einen angewandten bzw. zugeführten Strom erzeugen. Die Blutpumpe kann außerdem einen Axialposi tionssensor und eine Axialpositionssteuer- bzw. -regelein richtung aufweisen. Der Axialpositionssensor kann die Axial position des Rotors überwachen und eine Rückkopplung bzw. ein Rückkopplungssignal zu der Steuer- bzw Regeleinrichtung zum Aufrechterhalten der Axialposition des Rators liefern. Die Axialpositionssteuer- bzw. -regeleinrichtung kann auch die Axialposition des Rotors derart einstellen, daß stationäre Axialbelastungen aufgrund der Schwerkraft, der Beschleunigung oder des Zentrifugalpumpenlaufrads durch die inhärenten Axialkräfte, die mittels der Permanentmagnetradiallager er zeugt werden, ausgeglichen werden. Durch Ausgleichen der sta tionären Axialkräfte unter Verwendung der Axialpositionssteu er- bzw. -regeleinrichtung wird die Leistung minimiert, wel che von dem Lorentz-Kraft-Axiallager benötigt wird. Die Ro toranordnung kann mittels eines elektrischen Motors rotiert werden.

Ein primärer Blutströmungseinlaßweg kann vorzugsweise durch eine relativ große Mittelbohrung erfolgen, die in dem Rotor vorgesehen ist. Ein sekundärer Blutströmungseinlaßweg kann durch einen ringförmigen Spalt verlaufen, welcher zwischen dem Rotor und dem Stator der Pumpe infolge der radialen ma gnetischen Aufhängung ausgebildet wird. Um die Größe der Ein richtung zu minimieren, können alle magnetischen Aufhängungs- und Rotationskräfte quer über den relativ kleinen ringförmi gen Spalt angewandt werden. Alle Blutkontaktierungsoberflä chen der Pumpe werden kontinuierlich gewaschen, um Blutgerin sel und Proteinablagerung zu vermeiden.

Die Geschwindigkeit der Zentrifugalpumpe kann dynamisch ge steuert bzw. geregelt werden, um einen übermäßigen negativen Druck in dem linken Ventrikel zu vermeiden. Das Blutpumpen strömungsratensteuer- bzw. -regelsystem kann ein elektroni sches Herzkaliber bzw. einen elektronischen Herztaster bzw. -greifer aufweisen. Das Herzkaliber bzw. der Herztaster bzw. -greifer kann operativ an der außenseitigen Oberfläche des Herzens angebracht sein und eine Rückkopplung zu dem Blutpum penströmungsratensteuer- bzw. -regelsystem vorsehen. Das Herzkaliber bzw. der Herztaster bzw. -greifer kann dazu be nutzt werden, die außenseitige Dimension des linken Ventri kels zu überwachen. Das Blutpumpenströmungsratensteuer- bzw. -regelsystem kann vorzugsweise in zwei Betriebsarten arbei ten, nämlich kontinuierlich und pulsartig bzw. gepulst. In der kontinuierlichen Betriebsart kann die Pumpengeschwindig keit so gesteuert bzw. geregelt werden, daß die abgefühlte Dimension des linken Ventrikels auf einem definierten Ein stellpunkt gehalten wird. In der gepulsten bzw. pulsartigen Betriebsart kann die Pumpengeschwindigkeit dynamisch so ein gestellt werden, daß bewirkt wird, daß die Dimension des ab gefühlten linken Ventrikels zwischen zwei vordefinierten Ein stellpunkten wechselt.

Die Blutpumpe kann außerdem dazu benutzt werden, das Funktio nieren eines Arrhythmiesteuer- bzw. -regelsystems zu verbes sern. Elektroden, die in oder auf der Oberfläche des Herzens plaziert sind, können in Kombination mit einem zugehörigen Arrhythmiesteuer- bzw. -regelsystem dazu vorgesehen sein, Herzarrhythmien, einschließlich Bradykardie, Tachykardie und Herzflimmern sowie -flattern zu detektieren und zu behandeln. Um die für das Arrhythmiesteuer- bzw. -regelsystem zum Behan deln von Herzflimmern sowie -flattern benötigte Energie zu vermindern, kann das Blutpumpenströmungsratensteuer- bzw. -regelsystem dazu verwendet werden, die Radialdimension des Ventrikels vor dem Abgeben eines Defibrillationsimpulses ab sichtlich zu vermindern. Durch Minimieren des Betrags an Blut innerhalb der Ventrikelkammer (ein direktes Ergebnis des Re duzierens der Radialdimension derselben), wird ein größerer Bruchteil der Defibrillationsenergie, die durch das Arrhyth miesteuer- bzw. -regelsystem zugeführt wird, an das Myokard abgegeben, wo sie benötigt wird, und ein kleinerer Bruchteil der Energie wird an das Blut abgegeben, wo sie unnötig ist.

Die vorstehenden sowie weitere Einzelheiten, Ziele und Vor teile der Erfindung werden nachstehend anhand von gewissen, bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung, insbesondere un ter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung, näher beschrie ben und erläutert, damit daraus ein umfassenderes Verständnis der Erfindung aufgrund der folgenden detaillierten Beschrei bung in Verbindung mit den Zeichnungen resultiert; es zeigen:

Fig. 1 eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Blutpumpe, die eine magnetische aufgehängte und rotierter Rotoranordnung hat;

Fig. 2 eine Ansicht der in Fig. 1 gezeigten Blutpumpe längs der Linie II-II;

Fig. 3 eine Ansicht der in Fig. 2 gezeigten Blutpumpe, die jedoch eine Doppelvolutenkonfiguration hat;

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht der Blutpumpe der Fig. 1, die mit einem Zirkulations- bzw. Kreislaufsystem verbunden ist;

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Schaltung zum Ab fühlen der Axialposition der magnetisch aufgehängten Rotoran ordnung;

Fig. 6 eine vereinfachte schematische Darstellung einer Axialpositionssteuer- bzw. -regeleinrichtung;

Fig. 7 eine graphische Darstellung eines Minimumleistungs- Axialpositionssteuer- bzw. -regelverfahrens;

Fig. 8a eine Schnittansicht eines Herzkalibers, das an einem ausgeweiteten Ventrikel angebracht ist;

Fig. 8b eine Schnittansicht eines Herzkalibers, -tasters oder -greifers, das bzw. der an einem zusammengezogenen Ven trikel angebracht ist;

Fig. 9 eine vergrößerte Schnittansicht einer Einrichtung zum elektronischen Messen des Winkels zwischen zwei Taster-, Greifer- oder Kaliberarmen, die in den Fig. 8a und 8b ge zeigt sind;

Fig. 10a eine Schnittansicht eines auf Sonomikrometrie ba sierenden Herzkalibers, -tasters oder -greifers, das bzw. der an einem ausgeweiteten Ventrikel angebracht ist;

Fig. 10b eine Schnittansicht eines auf Sonomikrometrie ba sierenden Herzkalibers, -tasters oder -greifers, das an einem zusammengezogenen Ventrikel angebracht ist;

Fig. 11 eine graphische Darstellung eines Verfahrens zum Steuern bzw. Regeln einer stationären Strömungsrate einer er findungsgemäßen Blutpumpe; und

Fig. 12 eine graphische Darstellung eines Verfahrens zum Steuern bzw. Regeln der Strömungsrate einer erfindungsgemäßen Blutpumpe in einer pulsatilen bzw. impulsförmigen Art und Weise.

In der nun folgenden detaillierten Beschreibung der gegenwär tig bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung sei nun auf die Figuren der Zeichnung Bezug genommen, worin sich gleiche Bezugszeichen auf gleichartige Teile überall in den verschie denen Ansichten beziehen, wobei in Fig. 1 eine gegenwärtig bevorzugte erfindungsgemäße Blutpumpeneinrichtung gezeigt ist, die eine Statoranordnung 1 und eine Rotoranordnung 2 hat.

Die Statoranordnung 1 kann einen äußeren Statormantel 3, ein inneres Spiral- bzw. Schneckengehäuse 4, ein äußeres Spiral- bzw. Schneckengehäuse 5 und eine dünnwandige Statorausklei dung 6 haben. Der Statormantel 3, das innere Spiral- bzw. Schneckengehäuse 4 und die Statorauskleidung 6 können je aus Titan hergestellt sein. Die Statorauskleidung 6 kann eine Dicke von etwa 0,127 bis 0,381 mm oder 0,005 bis 0,015 Zoll haben, und vorzugsweise beträgt sie etwa 0,254 mm oder 0,010 Zoll. Der äußere Statormantel 3, das innere Spiral- bzw. Schneckengehäuse 4 und die Statorauskleidung 6 können vor zugsweise miteinander verschweißt sein, um eine hermetisch abgedichtete bzw. verschlossene ringförmige Statorkammer 54 auszubilden. Die stationären magnetischen Aufhängungskompo nenten und die stationären Motorkomponenten oder die statio nären magnetischen Motorkomponenten können vorteilhafterweise in der Statorkammer 54 untergebracht sein.

Die Rotoranordnung 2 kann eine relativ große Mittelbohrung 22' haben, welche der primäre Blutströmungsweg 22 durch die Pumpe sein kann. Vorzugsweise ist die Mittelbohrung 22' etwa 12,7 mm oder 0,50 Zoll bzw. vorzugsweise hat die Mittelboh rung 22' einen Durchmesser von etwa 12,7 mm oder 0,50 Zoll. Die Rotoranordnung kann eine innere Rotorhalte- bzw. -lage rungshülse 7, eine Rotorendkappe 8 und eine dünnwandige Ro torauskleidung 9 aufweisen. Die innere Rotorhalte- bzw. -la gerungshülse 7, die Rotorendkappe 8 und die Rotorauskleidung 9 können jede aus Titan hergestellt sein. Die Rotorausklei dung 9 kann eine Dicke von etwa 0,127 bis 0,381 mm oder 0,005 bis 0,015 Zoll haben, und sie kann vorzugsweise etwa 0,254 mm oder 0,010 Zoll betragen. Die Rotorhalte- bzw. -lagerungshül se 7, die Rotorendkappe 8 und die Rotorauskleidung können vorzugsweise zur Ausbildung einer hermetisch abgedichteten bzw. verschlossenen ringförmigen Rotorkammer 55 miteinander verschweißt sein. Die rotierenden magnetischen Aufhängungs komponenten und die rotierenden, insbesondere magnetischen Motorkomponenten können vorteilhafterweise in der Rotorkammer 55 untergebracht sein. Die innere Rotorhalte- bzw. -lage rungshülse 7 kann mit einem integralen, insbesondere damit einstückigen, Laufrad 10, beispielsweise einem Flügelrad oder Schaufelrad, hergestellt sein, oder alternativ kann das Lauf rad 10 unabhängig hergestellt werden und dann an die Rotor halte- bzw. -lagerungshülse 7 geschweißt oder gebunden, bei spielsweise geklebt, werden.

Die blutkontaktierenden Oberflächen der Blutpumpe (die nach stehend auch als Blutkontaktierungsoberflächen bezeichnet werden) können mit einem diamantartigen Kohlenstoffilm oder einem Keramikfilm beschichtet sein. Solche Filme erhöhen die langzeitige Biokompatibilität der Oberflächen durch Verbes sern ihrer Oberflächenendbearbeitung bzw. ihres Oberflächen endzustands und des Abnutzungs- bzw. Abriebwiderstands. Fir men, die fähig sind, solche Filme vorzusehen, umfassen Dia monex Performance Products, Allentown, PA, USA und Implant Sciences Corporation, Wakefield, MA, USA.

Der primäre Einlaßblutströmungsweg 20 kann durch die Mittel bohrung 20' der inneren Rotorhalte- bzw. -lagerungs-hülse 7 verlaufen. Ein sekundärer Einlaßblutströmungsweg 21 kann durch den ringförmigen Spalt 21' gehen, welcher der radiale magnetische Aufhängungsspalt zwischen der Statorauskleidung 6 und der Rotorauskleidung 7 ist. Der ringförmige Spalt 21' kann vorzugsweise etwa 0,508 mm oder 0,020 Zoll sein. Die Flügel bzw. Schaufeln des Laufrads 10 können äußere Teile 52 aufweisen, die absichtlich Blut durch den sekundären Einlaß blutströmungsweg 21 ziehen, und innere Teile 53, die absicht lich Blut durch den primären Einlaßblutströmungsweg 20 zie hen.

Wenn sie polarisiert sind, wie in Fig. 1 angedeutet ist, werden radiale magnetische Abstoßungskräfte zwischen den Permanentmagneten 11, welche in der Statorkammer 54 ange bracht sind, und den Permanentmagneten 12, die in der Rotor kammer 55 montiert sind, erzeugt. Wenn die Rotoranordnung 2 bezüglich der Statoranordnung 1 radial nach abwärts bewegt wird, nimmt die Abstoßungskraft zwischen dem unteren Teil 29 der Permanentmagnete 11 und 12 zu, während die Abstoßungs kraft zwischen dem oberen Teil 30 der Permanentmagnete 11 und 12 abnimmt. Es wird demgemäß eine Nettoaufwärtskraft erzeugt, die das Bestreben hat, die Position der Rotoranordnung 2 zu einer radial ausgerichteten bzw. abgefluchteten Position wie derherzustellen. In entsprechender Weise nimmt, wenn die Ro toranordnung 2 relativ zu der Statoranordnung 1 radial nach aufwärts bewegt wird, die Abstoßungskraft zwischen dem obe ren Teil 30 der Permanentmagnete 11 und 12 zu, während die Abstoßungskraft zwischen dem unteren Teil 29 der Permanent magnete 11 und 12 abnimmt. Demgemäß wird eine Nettoabwärts kraft erzeugt, welche das Bestreben hat, die Position der Ro toranordnung 2 zu einer radial ausgerichteten bzw. abgefluch teten Position wiederherzustellen. Die beschriebenen Radial abstoßungskräfte haben die Tendenz, zu bewirken, daß die Ro toranordnung 2 mit Bezug auf die Statoranordnung 1 radial aufgehängt bleibt. Die Permanentmagnete 11 und 12 können vor zugsweise aus magnetisch hartem Material hergestellt sein, was ein relativ hohes Energieprodukt hat, wie Neodymium- Eisen-Bor.

Eine Anordnung aus Permanentmagneten 13, 14, Spulen 16, 17 und magnetischen Rückschlüssen 15, 18 wirkt zur Bildung eines Lorentz-Kraft-Stellantriebs zusammen, welcher als ein Axial lager zum axialen Halten bzw. Lagern der Rotoranordnung 2 verwendet werden kann. Die Permanentmagnete 13 und 14 bewir ken, daß der magnetische Fluß 19 radial von der äußeren Ober fläche des Magneten 13, radial quer über den zweiten Blut strömungsweg 21, radial durch die Spule 16, axial durch den stationären Stellantriebs-Magnetrückschluß 18, radial durch die Spule 17, radial quer über den zweiten Blutströmungsweg 21, radial durch den Magneten 14, axial durch den rotierenden Stellantriebs-Magnetrückschluß 15 und radial durch den Ma gneten 13 fließt. Die Permanentmagnete 13 und 14 können vor zugsweise aus einem magnetisch harten Material hergestellt sein, das ein relativ hohes maximales Energieprodukt hat, wie Neodym-Eisen-Bor, und sie können vorzugsweise an den rotie renden Stellantriebs-Magnetrückschluß 15 gebunden bzw. ge klebt sein, welcher seinerseits vorzugsweise an die innere Rotorhaltehülse 7 gebunden bzw. geklebt sein kann. Der sta tionäre Stellantriebs-Magnetrückschluß 18 und der rotierte Stellantriebs-Magnetrückschluß 15 können vorzugsweise aus ei nem weichmagnetischen Material hergestellt sein, das eine ho he Sättigungsflußdichte hat. Ein solches Material ist bei spielsweise 48% Eisen-48% Cobalt-2% Vanadium, das als HIPERCO® 50A von der Firma Carpenter Technology Corporation, Rea ding PA, USA erhältlich ist. Die Spulen 16 und 17 können aus Kupfer- oder Silberdraht hergestellt sein, und sie können vorzugsweise an den stationären Stellantriebs-Magnetrück schluß 18 gebunden bzw. geklebt sein, welcher seinerseits an den äußeren Statormantel 3 gebunden bzw. geklebt sein kann. Wenn die Spulen 16 und 17 derart erregt werden, daß Strom im Uhrzeigersinn in der Spule 16 und im Gegenuhrzeigersinn in der Spule 17, gesehen von dem Pumpeneinlaß 22 her, fließt, wird eine Nettoaxial-Lorentz-Kraft erzeugt, die das Bestreben hat, die Rotoranordnung 2 nach rechts zu bewegen. Wenn die Richtung der Ströme in den Spulen 16 und 17 derart umgekehrt wird, daß Strom im Gegenuhrzeigersinn in der Spule 16 und im Uhrzeigersinn in der Spule 17, gesehen von dem Pumpeinlaß 22 her, fließt, wird eine Nettoaxial-Lorentz-Kraft erzeugt, die die Tendenz hat, die Rotoranordnung 2 nach links zu bewegen. Ein Lorentz-Kraft-Stellantrieb, wie er beschrieben ist, kann vorzugsweise zu den anziehenden ferromagnetischen Stellan trieben gehören, weil ein einziger Lorentz-Kraft-Stellan trieb fähig ist, bidirektionelle Kräfte zu erzeugen; der Kraftausgang bzw. die Ausgangskraft ist eine lineare Funktion des Eingangsstroms; die Bandbreite ist weiter; die anziehende Radialkraft zwischen dem sich bewegenden und stationären Teil des Stellantriebs bzw. zwischen den sich bewegenden und sta tionären Teilen des Stellantriebs ist relativ niedrig; die erzeugte Kraft ist parallel zum Axialspalt, der zwischen dem sich bewegenden und dem stationären Teil bzw. den sich bewe genden und den stationären Teilen des Stellantriebs ausgebil det ist.

Ein Permanentmagnet 31, die Anker- bzw. Läuferwicklungen 32 und der magnetische Rückschluß 33 (für den Begriff "magneti scher Rückschluß" wird im Rahmen der vorliegenden Beschrei bung und Ansprüche auch der Begriff "Magnetrückschluß" ver wendet) wirken zur Ausbildung eines schlitzlosen, bürstenlo sen Gleichstrommotors mit einem kernlosen Anker bzw. Läufer zusammen. Solche schlitzlose, kernlose Motoren sind dem Fach mann gut verständlich und z. B. in der U.S.-Patentschrift 4 130 769 beschrieben. Ein 2-Pol-Permanentmagnetring 31 be wirkt, daß ein magnetischer Fluß radial von seinem Nordpol 34 quer über den sekundären Blutflußspalt 21, radial durch die Anker- bzw. Läuferwicklungen 32, umfangsmäßig durch den Sta tor-Magnetrückschluß 33, radial durch die Anker- bzw. Läufer wicklungen 32, radial quer über den sekundären Blutflußspalt 21 zu dem Südpol 35 des Permanentmagnetrings 31 fließt. Die Wechselwirkung zwischen dem axialen Strom, welcher in den An ker- bzw. Läuferwicklungen 32 fließt, und dem radialen Ma gnetfluß erzeugt ein Drehmoment zwischen der Rotoranordnung 2 und der Statoranordnung 1. Der Permanentmagnetring 31 kann vorzugsweise aus einem magnetisch harten Material hergestellt sein, das ein relativ hohes maximales Energieprodukt hat, wie Neodym-Eisen-Bor. Alternativ kann der Permanentmagnet 31 durch Permanentmagnetringanordnungen ersetzt sein, die mehr als 2 Pole haben, um die Größe des Motors zu vermindern und/oder um die Leistungsfähigkeit bzw. den Wirkungsgrad des Mo tors zu erhöhen. Die Stator-Magnetrückschlußanordnung 33 kann aus einem Stapel von magnetisch weichen Laminierungsringen hergestellt sein, die vorzugsweise eine hohe Widerstandsfä higkeit bzw. einen hohen spezifischen Widerstand und eine ho he Sättigungsflußdichte haben. Ein solches Material ist bei spielsweise 48% Eisen-48% Cobalt-2% Vanadium und ist als HYPERCO® 50A von der Firma Carpenter Technology Corporation, Reading PA, USA erhältlich. Elektrisch isolierte Laminierun gen werden in der Stator-Magnetrückschlußanordnung 33 verwen det, um Leistungsverluste zu minimieren, die durch Wirbel ströme bewirkt werden, welche durch Rotieren des magnetischen Felds, das durch den Permanentmagnetring 31 erzeugt wird, in duziert werden. Es versteht sich, daß ein konventioneller bürstenloser Einzelpol-Gleichstrommotor anstelle des be schriebenen Motors verwendet werden könnte, jedoch kann ein schlitzloser, kernloser Motor zu bevorzugen sein, weil das Kleb- bzw. Sattelmoment in schlitzlosen Motoren eliminiert werden kann, was einen glatteren, gleichmäßigeren, ruhigeren Betrieb verglichen mit bürstenlosen Einzelpol-Gleichstrommo toren ermöglicht, und schlitzlose, kernlose Motoren, die ge nerell größere Radialspalte zwischen den Permanentmagneten in dem Rotor bzw. in dem Rotor-Magnetrückschluß und dem Stator- Magnetrückschluß haben, führen zu niedrigeren radialen Anzie hungskräften. Radiale Anziehungskräfte, die durch den Motor erzeugt werden, können unerwünscht sein, weil sie das Bestre ben haben, den abstoßenden Radialaufhängungskräften entgegen zuwirken, die durch die permanentmagnetischen Radiallagerma gnete erzeugt werden, was zu einer verminderten radialen Auf hängungssteife führt. Derartige schlitzlose, bürstenlose, kernlose Gleichstrommotoren sind von solchen Firmen erhält lich, wie beispielsweise Electric Indicator Company, Inc. Norwalk, CT, USA; Portescap U.S., Inc., Hauppauge NY, USA; Maxon Precision Motors, Inc., Fall River MA, USA; und MicroMo Electronics, Inc., Clearwater FL, USA.

Eine Anordnung aus Spulen 23, 24 und ferromagnetischen Ringen 25, 26 wirkt zur Ausbildung eines Axialpositionssensors zu sammen, der dazu benutzt wird, die Axialposition der Rotoran ordnung 2 mit Bezug auf die Statoranordnung 1 zu überwachen. Die beiden Spulen 23, 24 können aus Kupferdraht hergestellt sein. Ein erster ferromagnetischer Ring 25 bewirkt, daß die Induktanz einer ersten Spule 23 zunimmt und die Induktanz der zweiten Spule 24 abnimmt, wenn sie nach links bewegt wird. In entsprechender Weise nimmt die Induktanz der ersten Spule 23 ab und die Induktanz der zweiten Spule 24 nimmt zu, wenn der erste ferromagnetische Ring 25 nach rechts bewegt wird. Ein zweiter ferromagnetischer Ring 26 kann sowohl als magnetische Abschirmung als auch zur Erhöhung des Q der Spulen 23, 24 dienen. Die beiden ferromagnetischen Ringe 25, 26 können vor zugsweise aus einem Ferritmaterial hergestellt sein, das eine hohe Permeabilität bei der Erregungsfrequenz der Spulen 23, 24 hat. Ein Beispiel eines solchen Materials ist MATERIAL-W®, das von der Firma Magnetics, Division von Spang & Co., Butler PA, USA erhältlich ist. Ein Paar Abstandsteile bzw. -halter 27, 28 kann dazu benutzt werden, die beiden ferromagnetischen Ringe 25, 26 radial zu lokalisieren.

Eine ringförmige Pumpenkammer, die einen einfachspiral- bzw. schneckenförmigen Durchgang bzw. Kanal hat, ist in Fig. 2 gezeigt. Die gezeigte ringförmige Pumpenkammer hat ein äuße res Spiral- bzw. Schneckengehäuse 5 und ein inneres Spiral- bzw. Schneckengehäuse 4 (siehe auch dazu die Fig. 1). Das Laufrad 10 rotiert innerhalb der Pumpenkammer um einen Vor sprung des äußeren Spiral-, Schnecken- oder Evolutengehäuses 5 und innerhalb des inneren Spiral-, Schnecken- oder Evo lutengehäuses 4. Eine Reihe von Laufradflügeln oder -schau feln treiben Blut aus dem primären Blutströmungsweg 20 zen trifugal um den Spiral- bzw. Schneckendurchgang 37 und aus dem Ausströmungskanal 38 heraus.

Die in Fig. 2 veranschaulichte einfachspiral- oder -schnecken- oder -evolutenförmige Zentrifugalpumpe entwickelt inhä rent eine Radialkraft auf das Laufrad, welche mittels der permanentmagnetischen Radiallager 11, 12, die in Fig. 1 ge zeigt sind, ausgeglichen bzw. aufgenommen werden muß. Um die se Radialkraft zu minimieren, kann, wie in Fig. 3 gezeigt ist, als Alternative eine doppelspiral- oder -schnecken- oder -evolutenförmige Konfiguration verwendet werden. Ein doppel spiral- oder -schnecken- oder -evolutenförmiger Durchgang bzw. Kanal kann in der ringförmigen Pumpenkammer dadurch aus gebildet werden, daß eine Scheidewand 56 in den einfachspi ral- bzw. -schnecken- bzw. evolutenförmigen Durchgang oder Kanal 37 (in Fig. 2 gezeigt) eingefügt wird, um ein Paar spiral- oder schnecken- oder evolutenförmige Kanäle oder Durchgänge 39, 40 auszubilden, die radial entgegengesetzt sind bzw. einander radial gegenüberliegen. Es versteht sich, daß die Gesamtgröße der doppelspiral- oder -schnecken- oder -evolutenförmigen Kanäle bzw. Durchgänge und des Auslasses 42 größer sein kann als der Einfachspiral- oder -schnecken- oder -evolutenförmige Kanal oder Durchgang 37 und der Einlaß 41, um die Scheidewand 56 aufzunehmen und eine adäquate Blutströ mung durch die ringförmige Pumpenkammer zu ermöglichen. Die radial entgegengesetzten Spiralen, Schnecken oder Evoluten 39, 40 erzeugen entgegengesetzte Laufradkräfte, welche einan der ausgleichen und auf diese Weise die Radialkraft minimie ren, die durch die permanentmagnetischen Radiallager 11, 12 ausgeglichen bzw. aufgenommen werden muß. In der Doppelspi ral-, -schnecken- oder -evolutenkonfiguration, die ähnlich der Einfachspiral-, -schnecken- oder -evolutenausbildung ist, rotiert das Laufrad 10 um einen Vorsprung des äußeren Spi ral-, Schnecken- oder Evolutengehäuses 5 und innerhalb des inneren Spiral-, Schnecken- oder Evolutengehäuses 4. Jedoch treiben die Laufradflügel oder -schaufeln 36 nun Blut aus dem primären Blutströmungsweg 20 durch beide Zentrifugal schnecken-, -spiral- oder -evolutenkanäle 39, 40 an. Das Blut, wel ches separat in jedem Spiral-, Schnecken- oder Evolutenkanal 39, 40 strömt, vereinigt sich am Zusammenflußpunkt 41 und wird an den Auslaß 42 abgegeben. Es versteht sich, daß andere Laufrad-, Spiral-, Schnecken- oder Evolutenanordnungen vom Fachmann entwickelt werden können und die Erfindung nicht auf die speziellen Konfigurationen beschränkt ist, die hier ver anschaulicht und beschrieben sind.

Es sein nun auf Fig. 4 Bezug genommen, worin eine Methode bzw. Anordnung des Verbindens der Blutpumpe 51 mit dem Kreis laufsystem schematisch veranschaulicht ist. Mehrere Kanülen, Leitungen, Schläuche o. dgl. 44, 46, 49 können vorgesehen sein, um die Pumpe 51 in eine Verbindung zwischen dem linken Ventrikel des Herzens und der Aorta einzufügen. An der Stelle 43 in der Spitze des linken Ventrikels ist ein Loch gebohrt, und eine Kanüle 44 leitet Blut aus dem linken Ventrikular hohlraum zu dem Pumpeneinlaß 45. Eine andere Kanüle 46 leitet Blut von dem Pumpenauslaß 47 zu einer künstlichen In-line- Herzventilanordnung 48. Alternativ könnte ein solenoidbetä tigtes Ventil anstelle der Ventilanordnung 48 verwendet wer den. Die künstliche Herzventilanordnung 48 kann vorzugsweise so vorgesehen sein, daß sie eine Rückströmung des Bluts aus der Aorta durch die Pumpe und in den linken Ventrikel im Fal le eines Ausfalls, Defekts o. dgl. der Blutpumpe oder eines zugehörigen Steuer- bzw. Regelsystems verhindert. Vom Auslaß der Herzventilanordnung 48 leitet eine andere Kanüle 49 das Blut in die aufsteigende Aorta 50. Für eine biventrikuläre Herzunterstützung kann eine zweite Pumpe in ähnlicher bzw. entsprechender Art und Weise in einer Verbindung zwischen dem rechten Ventrikel und der Pulmonararterie vorgesehen sein.

Ein Axialpositionsabfühl-Untersystem 141 kann die in Fig. 5 gezeigte Schaltung aufweisen. In dem Untersystem 141 kann das Verhältnis der Induktanzen der Spulen 23 und 24 dazu benutzt werden, die Axialposition der Rotoranordnung 2 zu messen. Das Untersystem 141 kann einen amplitudenstabilisierten Sinuswel lenoszillator 100, welcher dazu verwendet wird, die Spulen 23 und 24 zu erregen, die in einer Halbbrücke 101 angeordnet sind, sowie einen Synchrodemodulator 102 aufweisen. Eine Synchrodemodulation wird dazu benutzt, die relativ niedrigen Amplitudenausgangssignale der Halbbrückenschaltung 101 zu de tektieren, weil die Synchrondemodulationstechnik elektrisches Rauschen bei allen Frequenzen, ausgenommen jene, die um die Erregungsfrequenz zentriert sind, wirksam herausfiltert. Ein Oszillator 103 erzeugt ein Rechteckwellenausgangssignal 104, welches dazu benutzt wird, den Analogschalter 105 zu steuern. Die Ausgangsgröße 106 des Analogschalters 105 ist eine Recht eckwelle, die zwischen der Ausgangsspannung 107 des Opera tionsverstärkers 108 und Masse wechselt. Ein Kondensator 109 und ein Widerstand 110 bilden ein Hochpaßfilter, das die Gleichspannung entfernt, die gegenüber dem Signal 106 ver setzt ist. Ein Tiefpaßfilter 111 dämpft die oberen Harmoni schen des Eingangssignals 112, was zu einem Sinuswellenaus gangssignal 113 führt. Das Tiefpaßfilter 111 ist von genügen der Ordnung und Art, um die dritte Harmonische des Rechteck welleneingangssignals 112 um 40 dB oder mehr zu dämpfen. Eine mögliche Konfiguration für das Tiefpaßfilter 111 ist ein Fil ter vom Butterworth-Typ fünfter Ordnung. Ein Kondensator 114 entfernt irgendeine Gleichstromverschiebung bzw. -versetzung aus dem Ausgangssignals 113 des Tiefpaßfilters 111. Eine Wechselstromsinuswelle 115 wird dazu benutzt, das Halb brückennetzwerk 101 zu erregen. Ein Paar Widerstände 116, 117 und ein Operationsverstärker 118 bilden eine Invertierungsschal tung mit einem Verstärkungsfaktor von -1. Ein Komparator 119 detektiert das Vorzeichen des Sinuswellenerregungssignals 115. Die Ausgangsgröße 120 des Komparators 119 wird dazu be nutzt, einen Analogschalter 121 zu steuern. Wenn das Vorzei chen der Sinuswelle 115 negativ ist, wird der Ausgang 122 des Analogschalters 121 mit dem nichtinvertierten Sinuswellensi gnal 115 verbunden. Wenn das Vorzeichen der Sinuswelle 115 positiv ist, wird der Ausgang 122 des Analogschalters 121 mit dem invertierten Sinuswellensignal 123 verbunden. Die Aus gangsgröße 122 ist demgemäß die invertierte vollwellen gleichgerichtete Repräsentation des Erregungssinuswellensi gnals 115. Ein Operationsverstärker 108, ein Paar Widerstände 123, 124 und ein Kondensator 125 bilden einen integrierenden Differenzverstärker. Die Ausgangsgröße 107 des Operationsver stärkers 108 nimmt zu, wenn die mittlere vollwellengleichge richtete Repräsentation des Erregungssinuswellensignals 115 geringer als die angelegte Präzisionsbezugsspannung 126 ist. In entsprechender Weise nimmt die Ausgangsgröße 107 des Ope rationsverstärkers 108 ab, wenn die mittlere vollwellen gleichgerichtete Repräsentation des Erregungssinuswellensi gnals 115 größer als die angewandte Präzisionsbezugsspannung 126 ist. Durch die beschriebene Integrationswirkung wird die Amplitude des Wechselstromsignals 106 so gesteuert bzw. gere gelt, wie es erforderlich ist, um mittlere vollwellengleich gerichtete Repräsentation des Erregungssinuswellensignals 115 gleich der angelegten Präzisionsbezugsspannung 126 zu halten. Wie vorher beschrieben, ist das Verhältnis der Induktanzen der Spulen 23 und 24 eine Funktion der Axialposition der Ro toranordnung 2, die in Fig. 1 gezeigt ist. Die Amplitude des Ausgangssignals 127 der Halbbrückenschaltung 101, welche von den Spulen 23 und 24 gebildet wird, variiert demgemäß mit der Axialposition der Rotoranordnung 2. Ein Paar Widerstände 128, 129 und ein Operationsverstärker 130 bilden eine invertieren de Schaltung mit einem Verstärkungsfaktor von -1. Die Aus gangsgröße 120 des Komparators 119 wird zum Steuern bzw. Re geln eines Analogschalters 131 benutzt. Wenn das Vorzeichen der Sinuswelle 115 negativ ist, wird der Ausgang 132 des Ana logschalters 131 mit dem nichtinvertierten Ausgangssignal 127 der Halbbrückenschaltung 101 verbunden. Wenn das Vorzeichen des Sinuswelle 115 positiv ist, wird der Ausgang 132 des Ana logschalters 131 mit dem invertierten Ausgangssignal 133 der Halbbrückenschaltung 101 verbunden. Das Ausgangssignal 132 ist demgemäß die invertierte, vollwellengleichgerichtete Re präsentation des Ausgangssignals 127 der Halbbrückenschaltung 101. Ein Tiefpaßfilter 134 dämpft die Wechselstromkomponenten des Ausgangssignals 132. Eine mögliche Konfiguration für das Tiefpaßfilter 134 ist ein Filter vom Butterworth-Typ 8. Ord nung. Mehrere Widerstände 135, 136, 137 zusammen mit einem Operationsverstärker 138 und einer Präzisionsbezugsspannung 126 verschieben und skalieren die Ausgangsgröße 139 des Tief paßfilters 134, wie es für stromabwärtige Kreise bzw. Schal tungen erforderlich ist. Die Ausgangsgröße 140 des Opera tionsverstärkers 138 ist demgemäß eine Repräsentation der Axialposition der Rotoranordnung 2. Infolgedessen liefern Än derungen in der Ausgangsgröße 140 ein Maß für die Axialbewe gung der Rotoranordnung 2. Die in Fig. 5 veranschaulichte Schaltung ist jedoch nur ein Beispiel einer Schaltung, welche dazu benutzt werden kann, Änderungen in dem Verhältnis der Induktanzen der Spulen 23 und 24 zu detektieren. Es versteht sich, daß andere akzeptable Schaltungen vom Fachmann vorgese hen und/oder entwickelt werden können.

Unter Verwendung der Ausgangsgröße 140 von dem Axialpositi onsabfühl-Untersystem 141 kann eine Axialpositionssteuer- bzw. -regeleinrichtung 200, wie sie beispielsweise in Fig. 6 gezeigt ist, dazu verwendet werden, sowohl die Axialposition des Rotors in einem definierten Axialpositionseinstellpunkt zu halten als auch den Axialpositionseinstellpunkt so einzu stellen, daß der Leistungsverlust bzw. -verbrauch in dem Lorentz-Kraft-Stellantrieb minimiert wird. Die Axialposi tionssteuer- bzw. -regeleinrichtung 200 kann die Grundschal tung haben, die in Fig. 6 gezeigt ist, und zwar unter Ein schluß der Schaltung 201, welche den Rotor in einem definier ten Axialpositionseinstellpunkt hält, und der Schaltung 202, welche den Axialpositionseinstellpunkt im Sinne eines minima len Leistungsverlusts bzw. -verbrauchs in den Lorentz-Kraft- Stellantriebsspulen 16, 17 einstellt. Die Axialpositionsein stellpunkt-Aufrechterhaltungsschaltung 201 besteht aus dem vorher beschriebenen Axialpositionsabfühl-Untersystem 141, einer Verstärkungsfaktor- und Servokompensationsschaltung 203, einem schaltenden Leistungsverstärker 204, dem Lorentz- Kraft-Stellantrieb 205 und der Rotoranordnung 2. Das Axialpo sitionsabfühl-Untersystem 141 gibt am Ausgang ein Signal 140 ab, welches der Axialposition 215 der Rotoranordnung 2 pro portional ist. Mehrere Widerstände 207, 208, 209 bilden zu sammen mit einem Kondensator 210 und einem Operationsverstär ker 211 ein Verstärkungsfaktor- und Leitungs- bzw. Vorei lungskompensationsnetzwerk 203, welches den Verstärkungsfak tor und die Phase des Signals 140 so modifiziert, wie es er forderlich ist, um eine instabile Oszillation der Rotoranord nung 2 zu verhindern. Die Ausbildung von solchen Verstär kungsfaktor- und Leitungs- bzw. Voreilungskompensationsnetz werken ist dem Fachmann auf dem Gebiet der Servosystemausbil dung gut verständlich. Die Spannungsausgangsgröße 212 des Verstärkungsfaktor- und Leitungs- bzw. Voreilungskompensa tionsnetzwerks 203 wird dem schaltenden Leistungsverstärker 204 als Eingang zugeführt. Der schaltende Leistungsverstärker 204 gibt ein Stromsignal 213 an seinem Ausgang ab, das der Eingangsspannung 212 proportional ist. Die Gestaltung von solchen Transkonduktanz-Schaltverstärkern ist dem Fachmann gut verständlich. Das Stromsignal 213 wird auf die Spulen 16, 17 des Lorentz-Kraft-Stellantriebs 205 gegeben. Der Lorentz- Kraft-Stellantrieb 205 erzeugt eine Axialkraft 214, die dem angelegten Stromsignal 213 proportional ist. Die Axialkraft 214 wird auf die Rotoranordnung 2 angewandt. Die Axialposi tion 215 der Rotoranordnung 2 ändert sich in Ansprechung auf die angewandte Axialkraft 214. Die Gesamtpolarität der be schriebenen Servoschleife 201 ist derart, daß die von dem Lorentz-Kraft-Stellantrieb erzeugte Kraft der Verlagerung der Rotoranordnung aus dem definierten Einstellpunkt entgegen wirkt. Der Fachmann erkennt, daß die Funktion der Analog-, Verstärkungsfaktor- und Servokompensationsschaltung 203 mit Software implementiert werden kann, die auf einem Mikropro zessor oder einem Digitalsignalprozessor läuft.

In Fig. 7 ist das beschriebene Minimalaxialsteuer- bzw. -re gelleistungsverfahren veranschaulicht. Die x-Achse 300 der Kurvendarstellung repräsentiert die Axialposition der Rotor anordnung 2 relativ zu der Statoranordnung 1, wie in Fig. 1 gezeigt. Die y-Achse 301 der Kurvendarstellung repräsentiert die auf die Rotoranordnung 2 angewandte Axialkraft. Die Linie 302 repräsentiert die inhärenten Axialkräfte, welche durch die Permanentmagneten 11, 12 für kleine axiale Verlagerungen der Rotoranordnung 2 erzeugt werden. An dem Punkt 303 auf der Kurvendarstellung sind die Permanentmagneten 11, 12 magne tisch ausgerichtet bzw. abgefluchtet und erzeugen keine Axialkraft. Die Neigung der Kurve 302 hängt von der Auslegung der Permanentmagneten 11, 12 ab und kann zwischen 0,090718 kg/0,0254 mm oder 0,2 Pound/0,001 Zoll bis zu 0,45359 kg/0,0254 mm oder 1,0 Pound/0,001 Zoll sein. Die Linie 304 der Fig. 7 repräsentiert eine stationäre Axialbelastung, die auf die Rotoranordnung 2 angewandt wird. Die stationäre Axialbelastung 304 kann durch Schwerkraft, Beschleunigung, das Zentrifugalpumpenlaufrad, etc. bewirkt sein. Die Linie 305 der Fig. 7 ist die Addition der Linien 302 und 304 und repräsentiert die Nettokraft versus der Axialposition der Ro toranordnung 2, wenn die stationäre Belastung 304 angewandt wird. Der Punkt 306 definiert die Axialposition der Rotoran ordnung, worin die Stationärbelastungskraft durch die Axial kraft ausgeglichen wird, welche von den Permanentmagneten 11, 12 erzeugt wird. Durch Einstellen des Axialpositionseinstell punkts der Rotoranordnung 2 auf die durch den Punkt 306 defi nierte Axialposition wird die stationäre Stellantriebskraft ausgangsgröße, die zum Aufrechterhalten des axialen Einstell punkts erforderlich ist, zu null. Da die Leistung, die durch den Lorentz-Kraft-Stellantrieb verbraucht wird, proportional dem Quadrat seiner Ausgangskraft ist, wird die Nettoleistung, die von dem Stellantrieb verbraucht wird, minimiert, wenn die Rotoranordnung in der Axialposition betrieben wird, die durch den Punkt 306 definiert ist. In entsprechender Weise wird, wenn keine stationären Belastungskräfte angewandt werden, die durch den Stellantrieb verbrauchte Nettoleistung minimiert, wenn die Rotoranordnung in der Axialposition betrieben wird, die durch den Punkt 303 definiert ist.

Die in Fig. 6 gezeigte Schaltung 202 kann dazu verwendet werden, die axiale Einstellpunktposition der Rotoranordnung 2 für einen minimalen Leistungsverbrauch in dem Lorentz-Kraft- Stellantrieb 205 unter Verwendung des vorher beschriebenen Verfahrens wirksam einzustellen. Der stationäre Axialpositi onseinstellpunkt kann durch die Spannungsausgangsgröße 216 des Operationsverstärkers 217 und den Widerstand 218 gesteu ert bzw. geregelt werden. Die von dem Widerstand 219, dem Kondensator 220 und dem Operationsverstärker 217 gebildete Schaltung invertiert und integriert die Spannungsausgangsgrö ße 212 des Verstärkungsfaktor- und Leitungs- bzw. Voreilungs kompensationsnetzwerks 203. Das Signal 212 ist direkt propor tional dem Strom, der in den Lorentz-Kraft-Stellantriebsspu len 16, 17 fließt. Wenn die mittlere Spannung des Signals 212 positiv ist, was angibt, daß ein Netto-Positivstrom in den Stellantriebsspulen 16, 17 fließt, nimmt die Ausgangsgröße 216 des Operationsverstärkers 217 ab und verschiebt die axia le Einstellpunktposition der Rotoranordnung 2, bis der mitt lere Strom, der in den Stellantriebsspulen 16, 17 fließt, null ist. In entsprechender Weise kommt es, wenn die mittlere Spannung des Signals 212 negativ ist, was anzeigt, daß ein Netto-Negativstrom in den Stellantriebsspulen 16, 17 fließt, dazu, daß die Ausgangsgröße 216 des Operationsverstärkers 217 zunimmt und die axiale Einstellpunktposition der Rotoranord nung 2 verschiebt, bis der mittlere Strom, der in den Stel lantriebsspulen 16, 17 fließt, null ist. Die stationäre axia le Einstellpunktposition der Rotoranordnung 2 wird demgemäß so eingestellt, wie es für einen minimalen Leistungsverbrauch in dem Lorentz-Kraft-Stellantrieb 205 erforderlich ist. Der Fachmann erkennt, daß die Funktion der analogen, automati schen Einstellpunkt-Einstellschaltung 202 mit Software imple mentiert werden kann, die auf einem Mikroprozessor oder einem Digitalsignalprozessor läuft.

Die Strömungsrate von irgendeiner Blutpumpe, welche fähig ist, negative Einlaßdrücke zu erzeugen, muß dynamisch so ein gestellt werden, daß sie der Blutströmungsrate in den linken Ventrikel angepaßt ist. Wenn zu wenig Strömung durch die Blutpumpe erzeugt wird, kann es dazu kommen, daß die Gewebe und Organe des Körpers unangemessen bzw. ungenügend durchblu tet werden, und der Blutdruck in dem linken Ventrikel nimmt zu - was potentiell einen übermäßigen Pulmonardruck und einen Blutandrang bewirkt. Wenn umgekehrt die Strömungsrate der Blutpumpe zu hoch ist, kann es dazu kommen, daß ein übermäßi ger negativer Druck bzw. Unterdruck in dem linken Ventrikel und in dem Einlaß zu der Pumpe erzeugt wird. Ein übermäßiger negativer Blutdruck bzw. Unterdruck des Blutes ist aus fol genden Gründen unerwünscht: 1) durch Kavitation können inak zeptable Niveaus an Blutschädigung bewirkt werden, 2) die Pumpe kann durch Kavitation geschädigt werden, 3) die Wände des Ventrikels können kollabieren und beschädigt werden, und 4) die Wände des Ventrikels können kollabieren und den Bluts trömungsweg zu der Pumpe blockieren. Vorzugsweise kann die Strömungsrate der Blutpumpe dynamisch gesteuert bzw. geregelt werden, um diese Probleme zu vermeiden.

Es kann eine Pumpenströmungsratensteuer- bzw. -regeleinrich tung für die Blutpumpe vorgesehen sein, um die Pumpe derart zu betreiben, daß die Strömungsrate den Ventrikel nicht über mäßig ausweitet oder zusammenzieht. Vorzugsweise kann eine Herzmeßeinrichtung die Strömungsratensteuer- bzw. -regelein richtung mit Information über die Dimension des Ventrikels während der normalen Ausweitung und Kontraktion versorgen. Eine solche Herzmeßeinrichtung kann ein elektronisches Herz kaliber bzw. ein elektronischer Herztaster bzw. -greifer sein, von dem zwei mögliche und derzeit bevorzugte Arten in den Fig. 8a bis 10b veranschaulicht sind.

In Fig. 8a ist ein Querschnitt eines Herzens veranschau licht, und zwar einschließlich eines rechten Ventrikels 405 und eines linken Ventrikels 404, der durch den Druck des dar in enthaltenen Bluts maximal gedehnt ist. In Fig. 8b ist der linke Ventrikel 404 teilweise vom Druck entlastet. Wenn Blut aus dem linken Ventrikel 404 abgezogen wird, vermindert sich die Radialdimension der Außenoberfläche 418 des Herzens. Durch dynamisches Einstellen der Strömungsrate der Blutpumpe, so, daß eine übermäßige Aufweitung oder Kontraktion des lin ken Ventrikels vermieden wird, wie durch die Radialdimension der äußeren Oberfläche des linken Ventrikels angedeutet ist, kann die mittlere Blutpumpenströmungsrate so gesteuert bzw. geregelt werden, daß sie der Strömungsrate des Bluts in den linken Ventrikels angepaßt ist. Es ist eine mögliche und der zeit bevorzugte Ausführungsform eines elektronischen Herzka libers bzw. -tasters bzw. -greifers 400 gezeigt, welche dazu verwendet werden kann, die Radialdimension der Außenoberflä che 418 des Herzens zu messen. Das Herzkaliber bzw. der Herz taster oder -greifer 400 kann zwei Arme 401, 402 aufweisen, die in geeigneter Weise an der äußeren Oberfläche 418 des Herzens angebracht sind und sich um einen Punkt verschwenken, welcher vorzugsweise innerhalb einer hermetisch abgedichteten Einschließung 403 lokalisiert sein kann. Ein Maß der Radial dimension des linken Ventrikels 404 kann durch elektronisches Messen des Winkels zwischen den Kaliber- bzw. Taster- bzw. Greiferarmen 401, 402 erhalten werden. In Fig. 9 ist eine Winkelmeßeinrichtung veranschaulicht, die dazu benutzt werden kann, den Winkel zwischen den Kaliber- bzw. Taster- bzw. Greiferarmen 401, 402 zu messen. Die Winkelmeßeinrichtung kann vorzugsweise innerhalb einer hermetisch abgedichteten Umschließung 403 enthalten sein, um die inneren Komponenten vor den Geweben und Fluiden des Körpers zu schützen. Ein Balg 407 und Endkappen 408, 409 können vorzugsweise miteinander verschweißt sein, um eine hermetisch abgedichtete bzw. ver schlossene Kammer zu bilden. Der Balg 407 und die Endkappen 408, 409 sind vorzugsweise aus Titan hergestellt. Eine herme tische bzw. hermetisch abgedichtete elektrische Durchführung 410, für die entweder ein Glasisolator oder gelöteter Kerami kisolator 411 verwendet werden kann, kann in der Endkappe 409, die vorzugsweise aus Titan ist, installiert sein. Die Kaliber- bzw. Taster- bzw. Greiferarme 401, 402 können wirk sam mit einem Dreh- bzw. Schwenkteil 415 durch die jeweilige Endkappe 408, 409 und den jeweiligen Kontroll- bzw. Steuerarm 414, 416 verbunden sein. Der Kaliber- bzw. Taster- bzw. Grei ferarm 401, die Endkappe 408 und der Kontroll- bzw. Steuerarm 416 können aus einem einzigen Stück, beispielsweise aus Ti tan, durch Bearbeitung hergestellt sein, oder sie können ein zeln aufgebaut bzw. hergestellt und miteinander verschweißt oder verbunden, insbesondere verklebt sein. In entsprechender Weise können der Kaliber- bzw. Taster- bzw. Greiferarm 402, die Endkappe 409 und der Kontroll- bzw. Steuerarm 414 aus ei nem einzigen Stück, vorzugsweise aus Titan, durch Bearbeitung hergestellt sein, oder sie können einzeln aufgebaut bzw. her gestellt und miteinander verschweißt oder verbunden, insbe sondere verklebt, sein. Ein Drehzapfen 415 beschränkt die Be wegung der Kaliber- bzw. Taster- bzw. Greiferarme 401, 402 auf einen Bogen innerhalb einer einzigen Ebene. Wenn sich die Kaliber- bzw. Taster- bzw. Greiferarme 401, 402 aufgrund der Ausweitung oder Kontraktion des linken Ventrikels bewegen, bewegt sich die Verlängerung des Kontroll- bzw. Steuerarms 416 näher zu einem auf Wirbelstrom basierenden Positionssen sor 417 oder weiter weg von dem auf Wirbelstrom basierenden Positionssensor 417, der seinerseits mit dem Kontroll- bzw. Steuerarm 414 verbunden, beispielsweise verklebt, sein kann. Der auf Wirbelstrom basierende Positionssensor 417 kann aus einem Miniaturferrittopf- bzw. -schalenkern 412 und einer Kupferspule 413 hergestellt sein. Solche Miniaturferrittopf- oder -schalenkerne sind erhältlich von Siemens Components, Inc., Iselin, NJ, USA. Die Wirbelstromsensorspule kann mit zwei elektrischen Durchführungen (in Fig. 9 ist nur eine der beiden Durchführungen, 410, gezeigt) verbunden sein. Wenn sich der metallische Kontroll- bzw. Steuerarm 416 näher an den auf Wirbelstrom basierenden Positionssensor 417 heranbe wegt, nimmt die effektive Widerstandsbelastung der Spule zu, wodurch eine Verminderung des Q (Q ist auf dem Fachgebiet de finiert als das Verhältnis der Reaktanz zu dem effektiven Reihenwiderstand einer Spule) der Spule bewirkt wird. Um die Änderung des Q der Spule zu messen und ein Signal zu liefern, das der Relativposition der Kaliber- bzw. Taster- bzw. Grei ferarme 401, 402 entspricht, kann eine elektronische Schal tung verwendet werden. Solche elektronischen Schaltungen, wie sie zum Messen von Änderungen des Q beschrieben sind, sind auf dem Fachgebiet an sich bekannt.

Eine alternative Ausführungsform eines elektronischen Herzka libers bzw. -tasters bzw. -greifers 500 ist in den Fig. 10a und 10b veranschaulicht. Ähnlich den Fig. 8a und 8b zeigt die Fig. 10a einen linken Ventrikel, der durch den Druck des darin enthaltenen Bluts maximal aufgeweitet ist, und Fig. 10b zeigt einen linken Ventrikel, der teilweise vom Druck entlastet worden ist. Das Herzkaliber bzw. der Herzta ster bzw. -greifer 500 hat ein Paar Arme 501, 502, die in ge eigneter Weise an der äußeren Oberfläche des Herzens ange bracht sein können und sich um einen Punkt verschwenken bzw. drehen, welcher vorzugsweise innerhalb einer hermetisch abge dichteten Umschließung 503 lokalisiert ist. Durch Messen der Zeit, die für einen Ultraschallimpuls erforderlich ist, um von einem Sonomikrometerwandler 504 auf einem Kaliber- bzw. Taster- bzw. Greiferarm 501 zu einem gegenüberliegenden Sono mikrometerwandler 505 auf dem anderen Kaliber- bzw. Taster- bzw. Greiferarm 502 zu wandern, kann ein Maß für die Radial dimension des linken Ventrikels erhalten werden. Sonomikrome terwandler, die für die Verwendung in einem solchen Herzkali ber bzw. -taster bzw. -greifer geeignet sind, sind von Fir men, wie Triton Technology, Inc., San Diego, CA, USA und Eta lon, Inc., Lebanon IN, USA erhältlich. Die Details der Sono mikrometrie sind dem Fachmann gut bekannt. Es versteht sich, daß andere geeignete Verfahren zum Messen der relativen Auf weitung und Kontraktion der Ventrikel, wie Impedanz- und Kon duktanzmessungen des Ventrikels, vom Fachmann angewandt wer den können und die Erfindung nicht auf die beschriebenen spe ziellen Verfahren und Einrichtungen beschränkt ist.

Eine Art und Weise, die Strömungsratensteuer- bzw. -regel einrichtung zu implementieren bzw. auszuführen und/oder zu betreiben, um die Strömungsrate der Blutpumpe so zu steuern bzw. regeln, daß eine übermäßige Aufweitung oder Kontraktion des linken Ventrikels vermieden wird, ist graphisch in Fig. 11 veranschaulicht. Die x-Achse 600 repräsentiert die Zeit. Die Linie 601 repräsentiert einen Radialdimensionseinstell punkt des linken Ventrikels, der definiert wird, wenn das Sy stem anfänglich implantiert wird und der periodisch unter Verwendung von Ultraschallabbildung aktualisiert werden kann. Die Kurve 602 repräsentiert die Radialdimension des linken Ventrikels, wie sie beispielsweise durch einen der vorher be schriebenen elektronischen Herzkaliber bzw. -taster bzw. -greifer 400, 500 abgefühlt wird. Die Kurve 603 repräsentiert die Winkelgeschwindigkeit des offenbarten Zentrifugalpumpen laufrads. Die Strömungsrate der offenbarten Zentrifugalpumpe variiert mit der Winkelgeschwindigkeit ihres Laufrads. Wenn die abgefühlte Radialdimension den Radialdimensionseinstell punkt, w 08080 00070 552 001000280000000200012000285910796900040 0002019854724 00004 07961ie durch den Punkt 604 veranschaulicht, übersteigt, kann die Winkelgeschwindigkeit der Zentrifugalpumpe erhöht werden, wie durch den Punkt 605 veranschaulicht ist. Die er höhte Winkelgeschwindigkeit der Zentrifugalpumpe bewirkt, daß ihre Strömungsrate zunimmt und sie schneller Blut aus dem linken Ventrikel abzieht, was wiederum bewirkt, daß die Ra dialdimension des linken Ventrikels nach der Radialdimen sionseinstellpunktlinie 601 zu vermindert wird. In entspre chender Weise kann, wenn die abgefühlte Radialdimension ge ringer als der Radialdimensionseinstellpunkt ist, wie durch den Punkt 606 veranschaulicht, die Winkelgeschwindigkeit der Zentrifugalpumpe vermindert werden, wie durch den Punkt 607 veranschaulicht ist. Die verminderte Winkelgeschwindigkeit der Zentrifugalpumpe bewirkt, daß deren Strömungsrate abnimmt und die Rate vermindert wird, mit der Blut aus dem linken Ventrikel abgezogen wird, was wiederum bewirkt, daß die Ra dialdimension des linken Ventrikels nach der Radialdimen sionseinstellpunktlinie 601 zu zunimmt.

Eine andere Art und Weise, die Strömungsratensteuer- bzw. -regeleinrichtung zu implementieren bzw. auszuführen bzw. zu betreiben, um die Strömungsrate der Blutpumpe in dem Sinn zu steuern bzw. zu regeln, daß eine übermäßige Aufweitung oder Kontraktion des linken Ventrikels verhindert und außerdem ein pulsatiler Blutfluß erzeugt wird, ist graphisch in Fig. 12 veranschaulicht. Eine pulsatile Strömungsrate ahmt enger die Blutströmungscharakteristika eines natürlichen Herzens nach. In Fig. 12 repräsentiert die x-Achse 608 die Zeit. Die Linie 609 bzw. 610 repräsentiert den oberen bzw. unteren Radialdi mensionseinstellpunkt des linken Ventrikels, welche Einstell punkte definiert werden, wenn das System anfänglich implan tiert wird, und welche nichtinvasiv unter Verwendung von Ul traschallabbildung periodisch aktualisiert werden können. Die Kurve 611 repräsentiert die Radialdimension des linken Ven trikels, wie sie durch eines bzw. einen der vorher beschrie benen elektronischen Herzkaliber bzw. -taster bzw. -greifer 400, 500 abgefühlt worden ist. Die Kurve 612 repräsentiert die Winkelgeschwindigkeit des offenbarten Zentrifugalpumpen laufrads. Die Winkelgeschwindigkeit der Zentrifugalpumpe kann periodisch erhöht werden, wie während der Zeitperiode 613 dargestellt ist. Die erhöhte Winkelgeschwindigkeit der Pumpe während der Zeitperiode 613 bewirkt, daß das Blut schneller aus dem Herzen abgezogen wird, was wiederum bewirkt, daß die Radialdimension des linken Ventrikels nach der unteren Ra dialdimensionseinstellpunktlinie 610 zu vermindert wird. Die Winkelgeschwindigkeit der Zentrifugalpumpe kann vermindert werden, wie während der Zeitperiode 614 angegeben, wenn ein mal die abgefühlte Radialdimension des linken Ventrikels na hezu gleich der unteren Radialdimensionseinstellpunktlinie 610 ist. Die verminderte Winkelgeschwindigkeit der Pumpe wäh rend der Zeitperiode 615 bewirkt, daß die Rate, mit welcher Blut aus dem linken Ventrikel abgezogen wird, vermindert wird, was wiederum bewirkt, daß die Radialdimension des lin ken Ventrikels nach der oberen Radialdimensionseinstellpunkt linie 609 zu zunimmt. Die Winkelgeschwindigkeit der Zentrifu galpumpe kann wieder erhöht werden, wie während der Zeitperi ode 616 angedeutet ist, wenn einmal die abgefühlte Radialdi mension des linken Ventrikels nahezu gleich der oberen Ra dialdimensionseinstellpunktlinie 609 ist. Die beschriebene pulsatile Pumpenströmungsrate dient dazu, die Blutströmung scharakteristika des natürlichen Herzens nachzuahmen.

Als Teil einer Einrichtung zum automatischen Detektieren und Behandeln von Herzarrhythmien können Elektroden in oder auf der Oberfläche des Herzens plaziert werden, und sie werden operativ mit der Steuer- bzw. Regelschaltung der Einrichtung verbunden. Der Aufbau und der Betrieb solcher automatischer Arrhythmiedetektions- und -behandlungssysteme sind auf dem Fachgebiet an sich bekannt. Um die Energie zu vermindern, die von einer solchen Einrichtung zum Behandeln von Herzflimmern oder -flattern benötigt wird, kann die Radialdimension des Ventrikels absichtlich reduziert werden, gerade bevor die Einrichtung einen Defibrillationsimpuls abgibt. Die Radialdi mension des Herzens kann durch Steuern bzw. Regeln der Strö mungsrate der vorher beschriebenen Blutpumpe derart, daß das Volumen des Bluts innerhalb der Ventrikularkammer minimiert wird, reduziert werden. Durch Minimieren des Volumens des Bluts innerhalb der Ventrikularkammer vor dem Abgeben eines Defibrillationsenergieimpulses kann ein größerer Bruchteil der zugeführten Defibrillationsenergie an das Myokard abgege ben werden, wo sie bzw. er benötigt wird, und ein kleinerer Bruchteil der zugeführten Defibrillationsenergie wird in das Blut abgegeben, wo sie bzw. er unnötig ist.

Obwohl gewisse Ausführungsformen der Erfindung im Detail be schrieben worden sind, versteht es sich für den Fachmann, daß verschiedene Abwandlungen jener Details im Licht der Gesamt lehre der Offenbarung vorgenommen werden können. Demgemäß sind die hier offenbarten speziellen Ausführungsformen dazu gedacht, die Erfindung zu veranschaulichen und besondere Aus führungsformen der Erfindung zu offenbaren, sie sind jedoch nicht dazu gedacht, den Bereich der Erfindung zu beschränken, vielmehr ist der Umfang der Erfindung durch die Patentansprü che sowie durch den allgemeinen Erfindungsgedanken definiert, wie er sich der gesamten Offenbarung entnehmen läßt.

Kurz zusammengefaßt wird mit der Erfindung eine Blutpumpe zum Unterstützen eines Herzens zur Verfügung gestellt, die einen Stator und einen Rotor hat. Der Rotor ist magnetisch radial gelagert bzw. gehalten, wobei ein Aufhängungsspalt zwischen dem Stator und dem Rotor erzeugt wird. Der Rotor kann axial durch ein Lorentz-Kraft-Lager gehalten bzw. gelagert sein und magnetisch rotiert werden. Der Stator kann eine Einfach- oder Doppelspiralpumpenkammer haben, und der Rotor kann einen Laufradteil zum Pumpen von Blut aufweisen. Der Rotor kann ein Mittelbohrung als einen primären Blutströmungsweg haben. Der Aufhängungsspalt kann ein sekundärer Blutströmungsweg sein. Die Blutpumpe kann außerdem eine Axialpositionssteuer- bzw. -regeleinrichtung und eine Strömungsratensteuer- bzw. -regel einrichtung haben. Die Axialpositionssteuer- bzw. -regelein richtung kann bewirken, daß das Axiallager die Position des Rotors einstellt. Die Strömungsratensteuer- bzw. -regelein richtung kann ein Teil zum Messen einer Dimension eines Herz ventrikels haben, um die Strömungsrate so zu steuern bzw. zu regeln, daß eine übermäßige Aufweitung oder Kontraktion des Ventrikels vermieden wird. Außerdem wird ein Verfahren zum Betreiben der Strömungsratensteuer- bzw. -regeleinrichtung dahingehend, daß,eine pulsatile Strömungsrate erzeugt wird, zur Verfügung gestellt. Darüberhinaus kann die Blutpumpe Teil eines Herzunterstützungs- und Arrhythmiesteuer- bzw. -regel systems sein. Weiterhin wird ein Verfahren zum Betreiben der Strömungsratensteuer- bzw. -regeleinrichtung zur Verfügung gestellt, welche den Betrag an Energie vermindert, der zum Behandeln von Herzflimmern oder -flattern benötigt wird. Das Verfahren kann das Betreiben der Strömungsratensteuer- bzw. -regeleinrichtung so, daß eine Radialdimension des Ventrikels vor dem Abgeben von Defibrillationsenergie vermindert wird, derart, daß der Ventrikel weniger Blut enthält, welches weni ger Energie absorbiert, so daß ein größerer Bruchteil der Energie an das Herz abgegeben wird, umfassen.

Claims

1. Blutpumpeneinrichtung, die in einem Patienten implan tierbar ist, umfassend:

(a) ein hohles Statorteil (1), das einen Innenwandteil und einen Statorpumpenteil hat;
(b) ein Rotorteil (2), das einen Außenwandteil und ei nen Rotorpumpenteil hat, wobei das Rotorteil (2) in dem hoh len Statorteil (1) zur Rotation darin angeordnet ist;
(c) eine magnetische Aufhängung (11, 12), die einen Sta tormagnetteil (11) hat, der von dem Statorteil (1) getragen ist, und einen Rotormagnetteil (12), der von dem Rotorteil (2) getragen ist, wobei das Statorteil (1) und die Rotorma gnetteile (12) zum magnetischen Halten bzw. Lagern des Rotor teils (2) radial in der Rotorkammer derart, daß ein ringför miger magnetischer Aufhängungsspalt (21, 21') zwischen dem genannten Innenwandteil und dem genannten Außenwandteil er zeugt wird, zusammenwirken;
(d) ein magnetischer Antrieb (31, 32, 33), der einen Statormotorteil hat, welcher von dem Statorteil (1) getragen ist, und einen Rotormotorteil, welcher von dem Rotorteil (2) getragen ist, wobei der Statormotorteil und der Rotormotor teil zum magnetischen Rotieren des Rotorteils (2) relativ zu dem Statorteil (1), um Blut durch den Stator- und Rotorpum penteil zu pumpen, zusammenwirken; und
(e) ein Lorentz-Kraft-Axiallager (13-18), das einen Statoraxiallagerteil hat, der von dem Statorteil (1) getragen ist, und einen Rotoraxiallagerteil, der von dem Rotorteil (2) getragen ist, wobei der Statoraxiallagerteil und der Rotora xiallagerteil zum magnetischen Halten bzw. Lagern des Rotor teils (2) axial in dem Statorteil (1) zusammenwirken.

2. Blutpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Blutpumpe (51) weiter eine Axial positionssteuer- bzw. -regeleinrichtung (200) zum Steuern bzw. Regeln des Lorentz-Kraft-Axiallagers (13-18), um das Rotorteil (2) an einem definierten Einstellpunkt relativ zu dem Statorteil (1) zu halten, umfaßt.

3. Blutpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die Blutpumpe (51) einen Axialpositionssensor (23-26) umfaßt, der einen Statorsen sorteil (23, 24, 26) hat, welcher von dem Statorteil (1) ge tragen ist, und einen Rotorsensorteil (25), welcher von dem Rotorteil (2) getragen ist, wobei der Statorsensorteil (23, 24, 26) und der Rotorsensorteil (25) zum Detektieren einer bzw. der Axialposition des Rotorteils (2) relativ zu dem Statorteil (1) zusammenwirken.

4. Blutpumpe nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch ge kennzeichnet, daß das Lorentz-Kraft-Axiallager (13-18) weiter ein Verlagerungsmittel oder eine Verlage rungseinrichtung (16, 17) zum axialen Verlagern des Rotor teils (2) relativ zu dem Statorteil (1) umfaßt.

5. Blutpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß das Verlagerungsmittel oder die Ver lagerungseinrichtung (16, 17) ein bidirektionelles Verlage rungsmittel oder eine bidirektionelle Verlagerungseinrichtung ist.

6. Blutpumpe nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Axialpositionssteuer- oder -regeleinrichtung (200) den Einstellpunkt variiert und das oder ein Verlagerungsmittel oder die oder eine Verlage rungseinrichtung (16, 17) steuert oder regelt, um das Rotor teil (2) axial so zu verlagern, daß es dem Einstellpunkt ent spricht.

7. Blutpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ins besondere nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich net, daß der Einstellpunkt einem Punkt entspricht, worin eine auf das Rotorteil (2) angewandte stationäre Axialbela stung wenigstens teilweise durch eine inhärente Axialkraft ausgeglichen ist, die von der magnetischen Radialaufhängung (11, 12) erzeugt wird, derart, daß der Leistungsverbrauch oder -Verlust in dem Lorentz-Kraft-Axiallager (13-18) ver mindert ist.

8. Blutpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ins besondere nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich net, daß die Axialpositionssteuer- oder -regeleinrichtung (200) einen oder den Nettopositivstromfluß in dem Lorentz-Kraft-Axiallager (13-18) detektiert und den Einstellpunkt ansprechend auf den Nettopositivstromfluß nach einem Einstellpunkt zu variiert, wo der Stromfluß in dem Lorentz-Kraft-Axiallager (13-18) generell minimal ist, und das Verlagerungsmittel oder die Verlagerungseinrichtung (16, 17) zum axialen Verlagern des Rotorteils (2) zu dem Einstell punkt steuert oder regelt.

9. Blutpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ins besondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß der magnetische Rotationsantrieb (31, 32, 33) einen schlitzlosen, bürstenlosen Gleichstrommotor umfaßt, der einen kernlosen Anker oder Läufer hat.

10. Blutpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ins besondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Blutpumpe (51) weiter eine künstliche Herz ventilanordnung (48) zum Verhindern eines Rückstromblutflus ses umfaßt, und daß die genannte Ventilanordnung (48) be triebsmäßig zwischen den Statorpumpenteil (51) und ein Kreis lauf- oder Zirkulationssystem (44, 46, 49) verbunden oder eingefügt ist.

11. Blutpumpe nach Anspruch 10, dadurch gekenn zeichnet, daß das genannte künstliche Herzventil (48) ein solenoidbetätigtes Ventil ist.

12. Blutpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ins besondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Blutpumpe (51) das oder ein Rotorteil (2) umfaßt, das eine Mittelbohrung (20', 22') hat, die einen Blutströmungsweg (20, 22) in Fluidverbindung mit dem Stator pumpenteil bildet.

13. Blutpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ins besondere nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich net, daß der Statorpumpenteil eine ringförmige Spiral- oder Schnecken- oder Evolutenpumpenkammer (37) umfaßt, und daß die ringförmige Spiral-, Schnecken- oder Evolutenpumpen kammer (37) einen Auslaßdurchgang oder Auslaßkanal (38) hat.

14. Blutpumpe nach Anspruch 13, dadurch gekenn zeichnet, daß die Blutpumpe (51) weiter eine Schei dewand (56) umfaßt, die in der ringförmigen Spiral-, Schnecken- oder Evolutenpumpenkammer ausgebildet ist, und daß die Scheidewand (56) die ringförmige Spiral-, Schnecken- oder Evolutenpumpenkammer (37) in eine ringförmige Doppelspiral-, -schnecken- oder -evolutenpumpenkammer (39, 40) unterteilt, derart, daß jede ringförmige Spirale, Schnecke oder Evolute der ringförmigen Doppelspiral-, -schnecken- oder -evolutenpumpenkammer (39, 40) radial entgegengesetzt oder gegenüberliegend ist, um radiale Kräfte auszugleichen, die in jeder ringförmigen Spirale, Schnecke oder Evolute inhärent sind.

15. Blutpumpe nach Anspruch 13 oder 14, dadurch ge kennzeichnet, daß der Rotorpumpenteil (2) ein Laufrad (10) umfaßt, und daß das Laufrad (10) in der ringför migen Spiral-, Schnecken- oder Evolutenpumpenkammer (37) zur Rotation darin durch den magnetischen Antrieb (31, 32, 33) angeordnet ist, um Blut durch den Auslaßkanal (38) zu pumpen.

16. Blutpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ins besondere nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich net, daß die Mittelbohrung (20', 22') durch das Laufrad (10) vorgesehen ist und das Laufrad (10) eine Mehrzahl von erhöhten bzw. angehobenen Schaufeln oder Flügeln (36) darauf hat, und daß die Mehrzahl der erhöhten oder angehobenen Flü gel oder Schaufeln (36) in Fluidverbindung mit der Mittelboh rung (20', 22') zum Ziehen von Blut durch dieselben ist.

17. Blutpumpe nach Anspruch 16, dadurch gekenn zeichnet, daß die erhöhten oder angehobenen Flügel oder Schaufeln (36) entgegengesetzt einer oder der Richtung der Drehung des Laufrads (10) gekrümmt sind.

18. Blutpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ins besondere nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich net, daß der magnetische Aufhängungsspalt (21, 21') un ter Bildung eines Blutströmungswegs in Fluidverbindung mit der Pumpenkammer (37; 39, 40) ist.

19. Blutpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ins besondere nach Anspruch 18, dadurch gekennzeich net, daß die Mittelbohrung (20', 22') ein primärer Blutströmungsweg (20) ist und daß die magnetische Aufhängung (21') ein sekundärer Blutströmungsweg (21) ist.

20. Blutpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ins besondere nach Anspruch 19, dadurch gekennzeich net, daß der Statorpumpenteil eine ringförmige Spiral-, Schnecken- oder Evolutenpumpenkammer (37) umfaßt und die ringförmige Spiral-, Schnecken- oder Evolutenpumpenkammer (37) einen Auslaßdurchlaß oder einen Auslaßkanal (38) hat.

21. Blutpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ins besondere nach Anspruch 20, dadurch gekennzeich net, daß die Blutpumpe (51) weiter eine Scheidewand (56) umfaßt, die in der ringförmigen Spiral-, Schnecken- oder Evo lutenpumpenkammer (37) ausgebildet ist, und die Scheidewand (56) die ringförmige Spiral-, Schnecken- oder Evolutenpumpen kammer (37) in einer ringförmige Doppelspiral-, -schnecken- oder -evolutenpumpenkammer (39, 40) unterteilt, derart, daß jede ringförmige Spirale, Schnecke- oder Evolute der ringför migen Spiral-, Schnecken- oder Evolutenpumpenkammer (39, 40) radial entgegengesetzt oder gegenüberliegend ist, um Radial kräfte, die in jeder ringförmigen Spirale, Schnecke oder Evo lute inhärent sind, auszugleichen.

22. Blutpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ins besondere nach Anspruch 21, dadurch gekennzeich net, daß der Rotorpumpenteil ein Laufrad (10) umfaßt und das Laufrad (10) in der ringförmigen Spiral-, Schnecken- oder Evolutenpumpenkammer (37, 40) zur Rotation darin durch den magnetischen Antrieb (31, 32, 33) angeordnet ist, um Blut durch den Auslaßdurchlaß oder Auslaßkanal (38) zu pumpen.

23. Blutpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ins besondere nach Anspruch 22, dadurch gekennzeich net, daß die Mittelbohrung (20', 22') durch das Laufrad (10) vorgesehen ist und daß das Laufrad (10) eine Mehrzahl von angehobenen oder erhöhten Schaufeln oder Flügeln (36) darauf hat und die Mehrzahl von angehobenen oder erhöhten Flügeln oder Schaufeln (36) in Fluidverbindung mit der Mit telbohrung (20', 22') ist, um Blut dadurch zu ziehen.

24. Blutpumpe nach Anspruch 23, dadurch gekenn zeichnet, daß die Mehrzahl von angehobenen oder er höhten Flügeln oder Schaufeln (36) Endteile in Fluidverbin dung mit dem ringförmigen magnetischen Aufhängungsspalt (21') zum Ziehen von Blut durch denselben haben.

25. Blutpumpe nach Anspruch 23 oder 24, dadurch ge kennzeichnet, daß die angehobenen oder erhöhten Schaufeln oder Flügel (36) entgegengesetzt einer oder der Richtung der Drehung des Laufrads (10) gekrümmt sind.

26. Blutpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ins besondere nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich net, daß die Blutpumpe (51) weiter folgendes umfaßt:

(a) ein hohles oder das hohle Statorteil (1), das einen äußeren Wandteil (3) hat, der von dem inneren Wandteil (4) beabstandet ist, welche eine erste ringförmige Kammer dazwi schen begrenzen;
(b) das Rotorteil (2) einen inneren Wandteil (7) hat, der von dem äußeren Wandteil (9) beabstandet ist, welche eine zweite ringförmige Kammer dazwischen begrenzen, und wobei die zweite ringförmige Kammer nahe einem äußeren Umfang des Ro torteils (2) angeordnet ist;
(c) der Statormagnetteil (11) und der Statormotorteil und der Statorsensorteil und der Statoraxiallagerteil von dem hohlen Statorteil (1) in der genannten ersten ringförmigen Kammer getragen sind; und
(d) der Rotormagnetteil (12) und der Rotormotorteil und der Rotorsensorteil und der Rotoraxiallagerteil von dem Ro torteil (2) in der genannten zweiten ringförmigen Kammer ge tragen sind.

27. Blutpumpe nach Anspruch 26, dadurch gekenn zeichnet, daß der innere Wandteil (4) des Stator teils (1) ein zylindrischer innerer Wandteil (4) ist und daß der äußere Wandteil (9) des Rotorteils (2) ein zylindrischer äußerer Wandteil (9) ist.

28. Blutpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ins besondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Blutpumpe (51) weiter eine Strömungsraten steuer- oder -regeleinrichtung zum Steuern oder Regeln einer Strömungsrate der Blutpumpe (51) umfaßt.

29. Blutpumpe nach Anspruch 28, dadurch gekenn zeichnet, daß die Strömungsratensteuer- oder -regeleinrichtung weiter folgendes umfaßt:

(a) ein Herzmeßteil (400, 500), das an einem Herzventri kel anbringbar ist, welcher durch die Blutpumpe (51) unter stützt wird;
(b) wobei das Herzmeßteil (400, 500) wenigstens die Auf weitung oder die Kontraktion des genannten Ventrikels oder beides mißt; und
(c) die Strömungsratensteuer- oder -regeleinrichtung die genannten Dimensionen zum Steuern oder Regeln der Strömungs rate der Blutpumpe (51) benutzt.

30. Blutpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ins besondere nach Anspruch 29, dadurch gekennzeich net, daß die Strömungsrate eine pulsatile oder pulsarti ge Strömungsrate ist.

31. Blutpumpe nach Anspruch 29 oder 30, dadurch ge kennzeichnet, daß das Herzmeßteil (400, 500) folgendes umfaßt:

(a) ein Herzkaliber oder einen Herztaster oder -greifer (400, 500), das bzw. der ein Paar Arme (401, 402; 501, 502) hat, die relativ zueinander verschwenkbar oder verdrehbar sind;
(b) wobei jedes der Paare von Armen (401, 402; 501, 502) oder jeder Arm ein Ende hat, das an einer äußeren Oberfläche des genannten Ventrikels anbringbar ist, und ein entgegenge setztes Ende, das mit einem Dreh- oder Verschwenkpunkt (415) verbunden ist; und
(c) eine Winkelmeßeinrichtung (417), die Änderungen in der Winkelposition zwischen jedem der Paare von Armen (401, 402; 501, 502) oder zwischen je zwei Armen mißt.

32. Blutpumpe nach Anspruch 31, dadurch gekenn zeichnet, daß die Winkelmeßeinrichtung einen elek tronischen Wirbelstrompositionssensor (417) umfaßt, der die genannten Änderungen in der Winkelposition zwischen dem Paar von Armen (401, 402; 501, 502) oder zwischen je zwei Armen mißt.

33. Blutpumpe nach Anspruch 29 oder 30, dadurch ge kennzeichnet, daß das Herzmeßteil ein Paar Ul traschallwandler umfaßt, die an generell gegenüberliegenden Seiten des Ventrikels positioniert sind und eine Radialdimen sion des Ventrikels basierend auf einer Zeit, die für einen Ultraschallimpuls vergeht, um zwischen dem Paar von Wandlern oder zwei Wandlern zu wandern, mißt.

34. Einrichtung zum Betreiben einer Blutpumpe mit einer ge steuerten oder geregelten Strömungsrate, umfassend:

(a) eine Strömungsratensteuer- oder -regeleinrichtung, welche die Blutpumpe (51) dahingehend steuert oder regelt, daß diese Blut mit einer, vorzugsweise vorbestimmten, Strö mungsrate pumpt;
(b) ein Herzmeßteil (400, 500), das betreibsmäßig mit der Strömungsratensteuer- oder -regeleinrichtung verbunden ist, wobei das Herzmeßteil (400, 500) an einem Ventrikel ei nes Herzens anbringbar ist, welcher durch die Blutpumpe (51) unterstützt wird;
(c) wobei das Herzmeßteil (400, 500) wenigstens die Auf weitung oder die Kontraktion des genannten Ventrikels, oder beides, mißt; und
(d) wobei die Strömungsratensteuer- oder -regelein richtung, welche die genannten Messungen von wenigstens der Aufweitung oder der Kontraktion oder von beidem zum Steuern oder Regeln der Strömungsrate benutzt.

35. Einrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekenn zeichnet, daß die Strömungsrate eine pulsatile oder pulsartige Strömungsrate ist.

36. Einrichtung nach Anspruch 34 oder 35, dadurch ge kennzeichnet, daß die Strömungsratensteuer- oder -regeleinrichtung weiter folgendes umfaßt:

(a) ein Herzmeßteil (400, 500), das an einem Herzventri kel anbringbar ist, welcher durch die Blutpumpe (51) unter stützt wird;
(b) wobei das Herzmeßteil (400, 500) wenigstens die Auf weitung oder die Kontraktion des Ventrikels oder beides mißt; und
(c) wobei die Strömungsratensteuer- oder -regelein richtung die genannten Dimensionen zum Steuern oder Regeln der Strömungsrate der Blutpumpe (51) benutzt.

37. Einrichtung nach Anspruch 36, dadurch gekenn zeichnet, daß das Herzmeßteil folgendes umfaßt:

(a) ein Herzkaliber oder einen Herztaster oder -greifer (400, 500), das bzw. der ein Paar Arme (401, 402; 501, 502) hat, die relativ zueinander verdreh- oder verschwenkbar sind;
(b) wobei jeder aus dem Paar von Armen (401, 402; 501, 502) oder jeder Arm ein an einer äußeren Oberfläche des Ven trikels anbringbares Ende hat und ein entgegengesetztes Ende, das mit einem Dreh- oder Schwenkpunkt (415) verbunden ist; und
(c) eine Winkelmeßeinrichtung (417), welche Änderungen in der Winkelposition zwischen jedem aus dem Paar von Armen (401, 402; 501, 502) oder zwischen je zwei Armen mißt.

38. Einrichtung nach Anspruch 37, dadurch gekenn zeichnet, daß die Winkelmeßeinrichtung (417) einen elektronischen Wirbelstrompositionssensor umfaßt, der die ge nannten Änderungen, in der Winkelposition zwischen dem Paar von Armen (401, 402; 501, 502) oder je zwei Armen mißt.

39. Einrichtung nach Anspruch 36, dadurch gekenn zeichnet, daß das Herzmeßteil ein Paar Ultraschall wandler umfaßt, die an generell gegenüberliegenden Seiten des genannten Ventrikels positioniert sind und eine Radialdimen sion des Ventrikels basierend auf einer Zeit, die für einen Ultraschallimpuls vergeht, um zwischen dem Paar von Wandlern oder den beiden Wandlern zu wandern oder überzugehen.

40. Verfahren zum Betreiben einer Blutpumpe mit einer ge steuerten oder geregelten Strömungsrate, umfassend:

(a) Messen von wenigstens der natürlichen Aufweitung oder der natürlichen Kontraktion eines Ventrikels oder von beidem, welcher Ventrikel durch die Blutpumpe (51) unter stützt wird; und
(b) Steuern oder Regeln der Strömungsrate derart, daß die Aufweitung und Kontraktion des Ventrikels generell der genannten natürlichen Aufweitung und natürlichen Kontraktion entspricht.

41. Verfahren nach Anspruch 40, dadurch gekenn zeichnet, daß die Strömungsrate eine pulsatile oder pulsartige Strömungsrate ist.

42. Verfahren zum Betreiben einer in einem Körper implan tierten Blutpumpe zum Vermindern eines oder des Betrags an Energie, der für einen Defibrillator erforderlich ist, um ei ne therapeutische Behandlung an einem Herzen zu verabreichen oder durchzuführen, wobei das Verfahren folgendes umfaßt:

(a) Steuern oder Regeln einer oder der Strömungsrate der Blutpumpe (51) dahingehend, daß ein Volumen an Blut in einem Ventrikel, der durch die Blutpumpe (51) unterstützt wird, vermindert wird; und
(b) Verabreichen oder Durchführen der genannten thera peutischen Behandlung während das Volumen an Blut vermindert ist.

43. System zur Herzunterstützung und Arrhythmiebehandlung, umfassend:

(a) einen implantierbaren Defibrillator, der betriebsmä ßig mit einem Herzen verbunden ist, wobei der Defibrillator ein Mittel oder eine Einrichtung zum Verabreichen oder Durch führen einer therapeutischen Behandlung an dem Herzen in An sprechung auf das Auftreten der genannten Arrhythmie hat;
(b) wenigstens eine implantierbare Blutpumpe (51), die betriebsmäßig zwischen einem Kreislauf- oder Zirkulationssy stem (44, 45, 46, 47, 49) und einem Ventrikel eines Herzens eingefügt oder verbunden ist; und
(c) eine Strömungsratensteuer- oder -regeleinrichtung zum Reduzieren eines Volumens an Blut in dem genannten Ven trikel, bevor der genannte Defibrillator die genannte thera peutische Behandlung verabreicht oder ausführt.

44. System nach Anspruch 43, dadurch gekenn zeichnet, daß die implantierbare Blutpumpe (51) folgendes umfaßt:

(a) ein hohles Statorteil (1), das einen inneren Wand teil und einen Statorpumpenteil hat;
(b) ein Rotorteil (2), das einen äußeren Wandteil und einen Rotorpumpenteil hat, wobei das Rotorteil (2) in dem hohlen Statorteil (1) zur Rotation in demselben angeordnet ist;
(c) eine magnetische Aufhängung (11, 12), die einen Sta tormagnetteil (11) hat, der von dem Statorteil (1) getragen ist, und einen Rotormagnetteil (12), der von dem Rotorteil (2) getragen ist, wobei das Statorteil (1) und die Rotorma gnetteile (12) zum magnetischen Tragen oder Lagern des Rotor teils (2) radial in der Rotorkammer zusammenwirken, derart, daß ein ringförmiger magnetischer Aufhängungsspalt (21') zwi schen dem inneren Wandteil und dem äußeren Wandteil erzeugt wird;
(d) einen magnetischen Antrieb (31, 32, 33), der einen Statormotorteil hat, welcher von dem Statorteil (1) getragen ist, und einen Rotormotorteil, welcher von dem Rotorteil (2) getragen ist, wobei der Statormotorteil und der Rotormotor teil zum magnetischen Rotieren des Rotorteils (2) relativ zu dem Statorteil (1) zusammenwirken, um Blut durch den Stator pumpenteil und den Rotorpumpenteil zu pumpen; und
(e) ein Lorentz-Kraft-Axiallager (13-18), das einen Statoraxiallagerteil hat, der von dem Statorteil (1) getragen ist, und einen Rotoraxiallagerteil, der von dem Rotorteil (2) getragen ist, wobei der Statoraxiallagerteil und der Rotora xiallagerteil dahingehend zusammenwirken, daß sie das Rotor teil (2) axial in dem Statorteil (1) magnetisch lagern oder halten.

45. System nach Anspruch 43 oder 44, dadurch gekenn zeichnet, daß die Strömungsratensteuer- oder -regeleinrichtung weiter folgendes umfaßt:

46. System nach Anspruch 43, 44 oder 45, dadurch ge kennzeichnet, daß die Strömungsrate eine pulsa tile oder pulsartige Strömungsrate ist.

47. System nach Anspruch 45 oder 46, dadurch gekenn zeichnet, daß das Herzmeßteil folgendes umfaßt:

(a) ein Herzkaliber oder einen Herztaster oder -greifer (400, 500), das bzw. der ein Paar Arme (401, 402; 501, 502) hat, die relativ zueinander verdreh- oder verschwenkbar sind;
(b) wobei jeder aus dem Paar von Armen (401, 402; 501, 502) oder jeder Arm ein Ende hat, das an einer äußeren Ober fläche des Ventrikels anbringbar ist, und ein entgegengesetz tes Ende, das mit einem Dreh- oder Schwenkpunkt (415) verbun den ist; und
(c) eine Winkelmeßeinrichtung (417), welche Änderungen in der Winkelposition zwischen jedem aus dem Paar von Armen oder zwischen beiden Armen (401, 402; 501, 502) mißt.

48. System nach Anspruch 47, dadurch gekenn zeichnet, daß die Winkelmeßeinrichtung (417) einen elektronischen Wirbelstrompositionssensor umfaßt, der die ge nannten Änderungen in der Winkelposition zwischen dem Paar von Armen oder beiden Armen (401, 402; 501, 502) mißt.

49. System nach Anspruch 45, dadurch gekenn zeichnet, daß das Herzmeßteil ein Paar Ultraschall wandler umfaßt, die an generell entgegengesetzten Seiten des Ventrikels positioniert sind und eine Radialdimension des Ventrikels basierend auf einer Zeit messen, die für einen Ul traschallimpuls vergeht, um zwischen dem Paar Wandler oder beiden Wandlern zu wandern oder überzugehen.

50. Künstliche Herzeinrichtung, umfassend ein Paar Blutpum pen (51), wobei jede aus dem Paar von Blutpumpen (51) wenig stens einen Ventrikel eines natürlichen Herzens unterstützt oder ersetzt oder beides, wobei jede aus dem Paar von Blut pumpen (51) folgendes hat:

(a) ein hohles Statorteil (1), das einen inneren Wand teil und einen Statorpumpenteil hat;
(b) ein Rotorteil (2), das einen äußeren Wandteil und einen Rotorpumpenteil hat, wobei das Rotorteil (2) in dem hohlen Statorteil (1) zur Rotation in demselben angeordnet ist;
(c) eine magnetische Aufhängung (11, 12), die einen Sta tormagnetteil (11) hat, der von dem Statorteil (1) getragen ist, und einen Rotormagnetteil (12), der von dem Rotorteil (2) getragen ist, wobei das Statorteil (1) und die Rotorma gnetteile (12) zum magnetischen Tragen oder Lagern des Rotor teils (2) radial in der Rotorkammer zusammenwirken, derart, daß ein ringförmiger magnetischer Aufhängungsspalt (21') zwi schen dem genannten inneren Wandteil und dem genannten äuße ren Wandteil erzeugt wird;
(d) einen magnetischen Antrieb (31, 32, 33), der einen Statormotorteil hat, welcher von dem Statorteil (1) getragen ist, und einen Rotormotorteil, der von dem Rotorteil (2) ge tragen ist, wobei der Statormotorteil und der Rotormotorteil zum magnetischen Rotieren des Rotorteils (2) relativ zu dem Statorteil (1) zusammenwirken, um Blut durch den Statorpum penteil und den Rotorpumpenteil zu pumpen; und
(e) ein Lorentz-Kraft-Axiallager (13-18), das einen Statoraxiallagerteil hat, der von dem Statorteil (1) getragen ist, und einen Rotoraxiallagerteil, der von dem Rotorteil (2) getragen ist, wobei der Statoraxiallagerteil und der Ro toraxiallagerteil zum magnetischen Tragen oder Lagern des Ro torteils (2) axial in dem Statorteil (1) zusammenwirken.

51. Blutpumpeneinrichtung, die in einen Patienten implan tierbar ist, umfassend:

(a) ein Statorteil (1), das einen Statorpumpenteil hat;
(b) ein Rotorteil (2), das einen Rotorpumpenteil hat, wobei das Rotorteil (2) zur Rotation benachbart dem hohlen Statorpumpenteil angeordnet ist;
(c) eine magnetische Aufhängung (11, 12), die einen Sta tormagnetteil (11) hat, der von dem Statorteil (1) getragen ist, und einen Rotormagnetteil (12), der von dem Rotorteil (2) getragen ist, wobei das Statorteil (1) und die Rotorma gnetteile zum radialen magnetischen Halten oder Lagern des Rotorteils (2) zusammenwirken, derart, daß ein ringförmiger magnetischer Aufhängungsspalt (21') zwischen dem Rotorteil (2) und dem Statorteil (1) erzeugt wird;
(d) einen magnetischen Antrieb (31, 32, 33), der einen Statormotorteil hat, welcher von dem Statorteil (1) getragen ist, und einen Rotormotorteil, welcher von dem Rotorteil (2) getragen ist, wobei der Statormotorteil und der Rotormotor teil zum magnetischen Rotieren des Rotorteils (2) relativ zu dem Statorteil (1) zusammenwirken, um Blut durch den Stator pumpenteil und den Rotorpumpenteil zu pumpen; und
(e) ein Lorentz-Kraft-Axiallager (13-18), das einen Statoraxiallagerteil hat, der von dem Statorteil (1) getragen ist, und einen Rotoraxiallagerteil, der von dem Rotorteil (2) getragen ist, wobei der Statoraxiallagerteil und der Rotora xiallagerteil zum magnetischen Halten oder Lagern des Rotor teils (2) axial relativ zu dem Statorteil (1) zusammenwirken.

52. Blutpumpe nach Anspruch 51, dadurch gekenn zeichnet, daß die Blutpumpe (51) weiter eine Axial positionssteuer- oder -regeleinrichtung zum Steuern oder Re geln des Lorentz-Kraft-Axiallagers (13-18) umfaßt, um das Rotorteil (2) an einem definierten Einstellpunkt relativ-zu dem Statorteil (1) zu halten.

53. Blutpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ins besondere nach Anspruch 52, dadurch gekennzeich net, daß die Blutpumpe (51) weiter einen Axialpositions sensor (22-26) umfaßt, der einen Statorsensorteil (23, 24, 26) hat, welcher von dem Statorteil (1) getragen ist, und ei nen Rotorsensorteil (25), welcher von dem Rotorteil (2) ge tragen ist, wobei der Statorsensorteil (23, 24, 26) und der Rotorsensorteil (25) zum Detektieren einer oder der Axialpo sition des Rotorteils (2) relativ zu dem Statorteil (1) zu sammenwirken.

54. Blutpumpe nach Anspruch 52 oder 53, dadurch ge kennzeichnet, daß das Lorentz-Kraft-Axiallager (13-18) weiter ein Verlagerungsmittel oder eine Verlage rungseinrichtung zum axialen Verlagern der Rotorteils (2) re lativ zu dem Statorteil (1) umfaßt.

55. Einrichtung nach Anspruch 54, dadurch gekenn zeichnet, daß das Verlagerungsmittel oder die Ver lagerungseinrichtung ein bidirektionelles Verlagerungsmittel oder eine bidirektionelle Verlagerungseinrichtung ist.

56. Blutpumpe nach Anspruch 52, 53, 54 oder 55, dadurch gekennzeichnet, daß die Axialpositionssteuer- oder -regeleinrichtung den Einstellpunkt ändert und das oder ein Verlagerungsmittel oder die oder eine Verlagerungsein richtung zum axialen Verlagern des Rotorteils (2) derart, daß es dem genannten Einstellpunkt entspricht, steuert oder re gelt.

57. Blutpumpe nach einem der Ansprüche 52 bis 56, dadurch gekennzeichnet, daß der Einstellpunkt einem Punkt entspricht, wo eine auf das Rotorteil (2) angewandte stationäre Axialbelastung wenigstens teilweise durch eine in härente Axialkraft ausgeglichen wird, die mittels der magne tischen Radialaufhängung erzeugt wird, derart, daß der Lei stungsverbrauch oder -verlust in dem Lorentz-Kraft-Axiallager (13-18) vermindert ist.

58. Blutpumpe nach einem der Ansprüche 52 bis 57, dadurch gekennzeichnet, daß die Axialpositionssteuer- oder -regeleinrichtung einen Nettopositivstromfluß in dem Lorentz-Kraft-Axiallager (13-18) detektiert und den Ein stellpunkt in Ansprechung auf den Nettopositivstromfluß nach einem Einstellpunkt zu verändert, wo der Stromfluß in dem Lorentz-Kraft-Axiallager (13-18) generell minimal oder mi nimiert ist, und das Verlagerungsmittel oder die Verlage rungseinrichtung zum axialen Verlagern des Rotorteils (2) zu dem Einstellpunkt steuert oder regelt.