DE19828588A1 - Vorrichtung zur intermittierenden Kompression und Verwendung dieser Vorrichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur intermittierenden Kompression menschlicher Extremitäten, wie beispielsweise des Wadenbereichs, zur Unterstützung des Rücktransports von Körperflüssigkeit in Richtung des Herzens. Die Vorrichtung umfaßt eine Manschette und einen Druckerzeuger, der die Manschette intermittierend mit Druck beaufschlagt, wobei die Manschette in Richtung des Rücktransports nur eine Breite von höchstens 25 cm aufweist. Ein sehr kompakter, handlicher Aufbau ermöglicht eine mobile Verwendung der Vorrichtung in alltäglichen Situationen zur Förderung des körperlichen Wohlbefindens.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur intermittierenden Kompression menschlicher Extremitäten gemäß Patentanspruch 1 und die Verwendung der Vorrichtung als portable Vorrichtung in Alltagssituationen.

Zur Behandlung bzw. Therapie venöser Erkrankungen oder Störungen finden Vor­ richtungen zur intermittierenden Kompression menschlicher Extremitäten Verwendung. Hierzu wird mittels einer Manschette, die um die zu behandelnde Extremität angelegt wird, intermittierend, d. h. mit Unterbrechungen, ein auf die Extremität einwirkender Druck aufgebaut und wieder abgebaut. Die zu behandelnde Extremität wird, meist vollständig, in ein großvolumiges Einkammersystem eingebracht, welches anschließend rhythmisch mit Druck beaufschlagt wird. Eine solche Vorrichtung ist aus DE 704 510 bekannt. Heutzutage eingesetzte Vorrichtungen beruhen auf dem Mehrkammerprinzip, bei dem mehrere Manschettenkammern entlang der zu behandelnden Extremität sequen­ tiell von distal nach proximal mit Druck beaufschlagt werden, um den Rücktransport von Körperflüssigkeit in Richtung des Herzens zu unterstützen. Auch die Ausbildung eines Mehrkammersystems, derart, daß der Rücktransport durch eine ständig die Extremität entlanggleitende Druckwelle unterstützt wird, ist bekannt.

Aus der EP 0 329 470 A2 ist eine portable Pumpvorrichtung für ein Mehrkammersystem bekannt. Um die Manschettenkammern auf einfache Weise sequentiell mit Druck zu beaufschlagen, wird eine Kompressionskammer mit Auslässen vorgeschlagen, deren Anzahl der Anzahl von Manschettenkammern entspricht, wobei in der Kompressions­ kammer die gleiche Anzahl von Ventilen mittels einer Nockenwelle sequentiell betätigt wird.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur intermittierenden Kompression menschlicher Extremitäten zu schaffen, die einfach in der Handhabung und günstig in Anschaffung, Unterhalt und Betrieb ist.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand von Anspruch 1 gelöst. Anspruch 17 betrifft die Verwendung in Alltagssituationen zur Förderung des körperlichen Wohlbefindens, insbesondere unterstützend zur Thromboseprophylaxe, zur Unterstützung des Rücktrans­ ports von Lymphflüssigkeit, zum Streßabbau, ebenso zur Massage und ganz allgemein zur Förderung des körperlichen Wohlbefindens.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur intermittierenden Kompression, die eine an eine Extremität anzulegende Manschette und einen Druckerzeuger zur Druckbeaufschla­ gung der Manschette umfaßt.

Der Erfindung liegt die in medizinischen Versuchsserien gewonnene Erkenntnis zu­ grunde, daß eine intermittierende Kompression auch von vergleichsweise kleinen Körper­ bereichen eine überraschend vorteilhafte Wirkung auf den menschlichen Organismus hat und beispielsweise die Thromboseprophylaxe unterstützt. Auf dieser Erkenntnis gründend weist nach der Erfindung die Manschette in Richtung des Rücktransports der Körper­ flüssigkeit, d. h. von distal nach proximal, eine Breite von nicht mehr als 25 cm vor­ zugsweise eine Breite von wenigstens 5 cm, vorzugsweise wenigstens 8 cm und höch­ stens 20 cm, vorzugsweise höchstens 18 cm.

Die verblüffend einfache Vorrichtung ist hervorragend für die Eigenbehandlung geeignet, ohne daß es einer therapeutischen Anwendung oder gar einer ärztlichen Verordnung bedarf. Sie kann mit wenigen, einfachen Handgriffen selbst angelegt und in Gang gesetzt werden. Eine Aufsicht durch medizinisches Fachpersonal ist nicht erforderlich; ebenso­ wenig eine Einweisung.

Vorzugsweise wird die Manschette in der Art einer Manschette zur Blutdruckmessung um die zu behandelnde Extremität gelegt und anschließend mittels eines Verschlusses geeignet straff angelegt. Als Druckerzeuger, vorzugsweise Drucklufterzeuger, wird in einer Ausführungsform eine Pumpe verwendet. Es kann jedoch auch ein Druckfluidreser­ voir verwendet werden, wie beispielsweise eine Preßfluiddose. Der Druckerzeuger einschließlich einer gegebenenfalls zugehörigen Stromversorgung ist vorteilhafterweise unmittelbar an der Manschette angebracht; sie kann in einer ebenfalls bevorzugten Ausführungsform auch an geeigneter Stelle der Kleidung oder des Körpers, beispiels­ weise am Gürtel oder am Bauch, befestigt und mit der Manschette über eine Verbin­ dungsleitung verbunden sein. Zur ablösbaren Verbindung von Druckerzeuger und Manschette kann die Verbindungsleitung eine Kupplung, wie beispielsweise eine Bajo­ nettkupplung umfassen.

Aufgrund ihrer kleinen Abmessungen kann die Vorrichtung leicht transportiert und somit in Alltagssituationen, beispielsweise am Schreibtisch, unterwegs im Auto oder auf Flugreisen, d. h. beim lang andauernden Sitzen, aber auch bei lang andauernden stehen­ den Tätigkeiten verwendet werden. Durch einen einfachen Aufbau aus nur wenigen, einfachen Bauteilen ist die erfindungsgemäße Vorrichtung leicht, einfach, robust und günstig in Handhabung, Anschaffung, Unterhalt und Betrieb. Die Vorrichtung ist zur Eigenbehandlung durch den Benutzer selbst besonders geeignet, beispielsweise bei der Thromboseprophylaxe und als Wellness-Gerät zum Streßabbau.

Vorzugsweise ist die Manschettenkammer als Einkammersystem ausgebildet, was den Fall mit einschließt, daß die Manschettenkammer, in Längs- und/ oder Querrichtung, in mehrere Segmente unterteilt ist, die je nach Dimensionierung der Segmentverbindungen in definierter Reihenfolge oder zeitgleich und vorzugsweise einheitlich mit Druck beaufschlagt werden.

Vorteilhafterweise kann eine Manschette zum Einsatz kommen, wie sie zur Blutdruck­ messung verwendet wird. Da es sich bei der Manschette erfindungsgemäß somit um ein Standardprodukt handeln kann, das kostengünstig und in großen Stückzahlen erhältlich ist, verringert sich der Aufwand zur Herstellung und zum Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Ferner ist die Ersatzteilbeschaffung sehr viel einfacher, sollte die Kammer einmal undicht werden. Auch eine beim Benutzer möglicherweise bereits vorhandene Blutdruckmeß-Manschette kann auf einfache Weise sehr kostengünstig im Rahmen der Erfindung genutzt werden.

Bevorzugt wird als Pumpe eine Membranpumpe verwendet, die in sehr kleinen Ab­ messungen und kostengünstig erhältlich ist. Grundsätzlich können auch andere Miniatur­ pumpen verwendet werden. In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Pumpe mittels handelsüblicher Kleinbatterie, vorzugsweise eines kleinen Akkus, netzunabhängig versorgt, was den mobilen Einsatz der Vorrichtung in alltäglichen Situationen weiter verbessert. Eine netzabhängig betriebene Vorrichtung oder eine netzunabhängig und netzabhängig betreibbare Vorrichtung bilden jedoch ebenfalls erfindungsgemäße Aus­ führungsformen. Vorteilhafterweise wird eine Pumpe mit einer Betriebsspannung zwischen 2 und 9 V, einem Betriebsstrom zwischen 50 und 500 mA und einer Leer­ laufpumpleistung zwischen 0,3 und 3 l/min. vorzugsweise zwischen 0,5 und 1 l/min. und einem maximalen Gegendruck im Bereich von 300 bis 800 mmHg verwendet.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Vorrichtung eine Drucksteuerein­ richtung mit beispielsweise einem elektromechanischen Auslaßventil, das mit der Umge­ bung in Verbindung steht, um den Druck in der Manschettenkammer in vorgegebener Weise geeignet zu steuern oder einfach zu begrenzen. Das Ventil kann integrierter Bestandteil der Pumpe sein. Zur Ansteuerung der Pumpe und des Auslaßventils kann eine Steuereinheit, beispielsweise in Form eines Mikroprozessors oder einer anwendungs­ spezifischen Schaltung (ASIC), vorgesehen sein, die einen Zeitgeber umfaßt und eben­ falls von der Spannungsversorgung der Pumpe gespeist wird. Die Steuereinheit sorgt für eine geeignete Zeitablaufsteuerung zum Ein- und Ausschalten der Pumpe und zur Betätigung des Auslaßventils.

Ferner kann die Drucksteuereinrichtung einen Drucksensor umfassen, dessen Ausgangs­ signal der Steuereinheit zugeleitet wird, die bei Überschreitung eines Solldrucks das Auslaßventil zum Druckablaß ansteuert. Anstelle des vom Drucksensor abgeleiteten Ausgangssignal kann alternativ als Regelgröße zur Drucksteuerung ein vom Motorstrom der Pumpe abgeleitetes Signal verwendet werden, das sich mit steigendem Gegendruck in der Manschettenkammer ebenfalls ändert.

Bevorzugt erfolgt die Drucksteuerung so, daß die Pumpe zum Druckaufbau während einer kurzen Zeit eingeschaltet und das Auslaßventil gesperrt wird. Nachdem sich der vorgegebene Druck in der Kammer aufgebaut hat, wird die Pumpe ausgeschaltet und das Auslaßventil nach einer Zeit, die veränderbar sein kann, solange geöffnet, bis die Pumpe für den nächsten Pumpzyklus wieder angeschaltet wird. Frequenz und Zeitdauer des Druckaufbaus werden dabei bevorzugt mit Hilfe eines Festprogrammes vorgegeben, wobei für den Benutzer eine Auswahlfunktion zwischen mehreren Festprogrammen vorgesehen sein kann. So kann vorzugsweise der Maximaldruck oder die Wiederhol­ frequenz oder beides unabhängig oder in vorgegebenen Kombinationen von dem Benutzer innerhalb vorgegebener Grenzen individuell an die eigenen Bedürfnisse angepaßt werden.

Bevorzugt ist das Auslaßventil in seiner Ruhestellung geöffnet, wodurch ein besonders sicherer Betrieb der Vorrichtung gewährleistet ist.

Um die Steuerung zu vereinfachen, wird bei einer anderen Ausführungsform das Aus­ laßventil rein mechanisch ausgeführt, wobei ein integrierter Drucksensor vorgesehen sein kann. Diese Drucksteuereinrichtung weist ein Auslaßventil mit einem Absperrkörper auf, der in einer ersten Stellung, vorzugsweise seiner Ruhestellung, einen Auslaß zur Umge­ bung hin freigibt, damit der Überdruck von der Manschettenkammer in die Umgebung entweichen kann, und in einer zweiten Stellung den Auslaß sperrt, damit sich in der Manschettenkammer bei Betätigung der Pumpe ein Überdruck aufbauen kann. Vorzugs­ weise wird ein verzögerter Druckaufbau in der Manschettenkammer gegenüber dem Pumpenausgangsdruck zur Steuerung des Auslaßventils eingesetzt. Bevorzugt ist in einem Strömungsquerschnitt zwischen Pumpe und Manschette eine Drossel vorgesehen.

Bevorzugt handelt es sich bei dem Absperrkörper um eine flexible Membran, die eine erste Kammer von einer zweiten Kammer trennt und den Auslaß sperrt oder freigibt. Die erste Kammer ist mit einem Drosseleinlaß und die zweite Kammer mit einem Drossel­ auslaß verbunden und weist den Auslaß zur Umgebung auf. Wird die Pumpe eingeschal­ tet, so kommt es aufgrund des rascheren Druckaufbaus in der ersten Kammer und der daraus resultierenden Druckdifferenz der beiden Kammern zu einer Verstellung des Absperrkörpers, wodurch der Auslaß gesperrt und ein Überdruck in der Manschette aufgebaut wird.

Die Drucksteuerung kann folglich lediglich einen einfachen Zeitgeber umfassen, der die Pumpe in vorbestimmten Zeitintervallen ein- und ausschaltet.

Bevorzugt wird die Kammer der Manschette mit einem Druck zwischen etwa 20 und 100 mm Hg beaufschlagt, vorzugsweise in einem Bereich zwischen 25 und 80 mm Hg und insbesondere zwischen 40 und 60 mm Hg. Der Druck wird innerhalb von 1 bis 10 Sekunden und vorzugsweise innerhalb von 2 bis 5 Sekunden aufgebaut und anschließend rasch, beispielsweise in höchstens 5 Sekunden, vorzugsweise in höchstens 3 Sekunden und insbesondere innerhalb von höchstens 1 Sekunde, abgebaut. Dabei wird die Pumpe zwischen 1 und 15 Mal pro 5 Minuten und bevorzugt zwischen 1 und 5 Mal pro Minute betätigt.

Zur besonders bedienerfreundlichen Gestaltung der Vorrichtung können mehrere, mittels Schalter auswählbare Festprogramme vorgegeben sein.

Aufgrund ihres einfachen, handlichen Aufbaus kann die erfindungsgemäße Vorrichtung vom Benutzer ständig mitgeführt und bei Bedarf angelegt werden, beispielsweise am Arbeitsplatz, unterwegs auf Reisen, auch zu Hause vor dem Fernseher oder während des Schlafs. Sie kann völlig unauffällig verwendet werden. Durch die hohe Verfügbarkeit wird eine wirkungsvolle Thromboseprophylaxe ohne therapeutische Maßnahmen möglich.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der die Erfindung unter Bezugnahme auf Figuren beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung,

Fig. 2 einen Druckverlauf und die zugehörige Pumpenaktivität,

Fig. 3 Pumpenkennlinien,

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und

Fig. 5 zwei Meßkurven (a) und einen daraus berechneten Kurvenverlauf (b), die in medizinischen Versuchen gewonnen wurden.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung. Diese umfaßt eine Pumpe 1 mit einem Einlaß 7 zur Umgebung und eine Manschette 2 mit einer aufblasbaren Kammer, welche um eine menschliche Extremität, insbesondere in einem Wadenbereich, angelegt wird. Die Pumpe 1 ist über eine Verbindungsleitung 6 mit der Manschette 2 verbunden, deren Länge von der Art der Halterung der Pumpe 1 abhängig ist und möglichst kurz gehalten wird.

Die Manschette 2 ist in der Art einer von der Blutdruckmessung her bekannten Man­ schette ausgebildet. Sie kann einen Textilüberzug aufweisen, um etwaige Irritationen der Haut zu vermeiden. Die Manschette 2 ist mit einem Bügel 9 zum Durchziehen und Umklappen und einem Klettverschluß 8 versehen, derart, daß sie wahlweise ans linke oder rechte Bein angelegt werden kann. Im abgerollten Zustand besitzt der die Kammer bildende Bereich der Manschette 2 eine einfache Rechteckform.

Die Manschette 2 weist eine wirksame Breite B auf zwischen 5 cm und 25 cm, vorzugs­ weise zwischen 8 und 20 cm; im Ausführungsbeispiel ist sie 15 cm breit. Die wirksame Breite der Manschette 2, d. h. die bedruckbare Breite, ist in guter Nährung gleich der Gesamtbreite der Manschette 2.

Eine Steuereinheit 5 mit einem Mikroprozessor und einem Zeitgeber steuert die Pumpe 1 nach einem vorgegebenen Programm. Eine die Steuereinheit 5 umfassende Druck­ steuereinrichtung weist ferner ein gesteuertes elektromechanisches Auslaßventil 3 zum Ablassen von Luft aus der Manschettenkammer in die Umgebung und einen Drucksensor 4 zum Messen des Manschettenkammerdrucks auf, zweckmäßigerweise ein kapazitativer Drucksensor oder ein Halbleiter-Dehnungsmeßstreifen in einer Wheatstone-Brücken­ schaltung, die jeweils mit der Steuereinheit 5 verbunden sind. Das Auslaßventil und auch der Drucksensor können in der Manschette 2 integriert sein. Die Drucksteuerung erfolgt durch die Steuereinheit 5. In einer komplexeren Konfiguration könnte auch eine Druck­ regelung vorgesehen sein.

Die Manschette 2 als solche bildet die bedruckbare Kammer, so daß keine Randabdich­ tung zur umschlungenen Oberfläche erforderlich ist. Die Manschette 2 mit der Pumpe 1 und den erforderlichen Verbindungen ist somit bei geschlossenem Auslaßventil ein geschlossenes Drucksystem.

Fig. 2 zeigt, aufgetragen gegen die Zeit, die Ansteuerung der Pumpe und den in der aufblasbaren Kammer der Manschette herrschenden Druck.

Um die aufblasbare Kammer der Manschette 2 mit Druck zu beaufschlagen, wird die Pumpe 1, wie im unteren Teil von Fig. 2 dargestellt, während eines Zeitintervalls t₂ eingeschaltet. Vorzugsweise beträgt dieses Zeitintervall etwa 2 bis 10 Sekunden. Zu diesem Zeitpunkt wird der Auslaß zur Umgebung über das Auslaßventil 3 gesperrt. Mit dem Abschalten der Pumpe 1 gibt das Auslaßventil 3 entweder sofort den Auslaß frei oder erst nach einer kurzen Verzögerung. Die Freigabe kann auch in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal des Drucksensors 4 oder von einem der Größe des Motorstroms entsprechenden Signal erfolgen. Nach der Freigabe baut sich der Überdruck in der Manschettenkammer während eines Zeitintervalls t₃ wieder in etwa auf den Umgebungs­ druck ab. Vorzugsweise ist dieses Zeitintervall kürzer als das Zeitintervall t₂, was durch die Auslegung der in Betracht kommenden Strömungsquerschnitte gewährleistet wird.

Nach Ablauf eines Zeitintervalls t₁ wird die Pumpe 1 wieder betätigt, wodurch sich gemäß dem vorstehenden Ablauf in der Manschettenkammer erneut ein Überdruck aufbaut. Vorzugsweise wiederholt sich dieser Zyklus zwischen einem und fünf Mal pro 5 Minuten entsprechend der Programmierung der Steuereinheit 5.

In der Ruhestellung des Auslaßventils 3 steht die Manschettenkammer über das Aus­ laßventil 3 mit der Umgebung in Verbindung, so daß das Auslaßventil 3 nur während des vergleichsweise kurzen Zeitintervalls t₂ aktiv betätigt wird.

Die aufblasbare Kammer der Manschette 2 kann in ihrer Länge- und/oder Breite segmen­ tiert sein, damit sie sich der Extremität besser anpaßt. Jedoch ist die Kammer insgesamt als Einkammersystem ausgebildet, so daß sich in den mehreren Kammersegmenten ein einheitlicher Druck ausbildet.

Bei der Pumpe handelt es sich um eine Membranpumpe, wie sie beispielsweise von OKEN SEIKO CO., LTD., TOKYO, Japan, in den Typen P23B, P23E, P36B oder P36C hergestellt wird. Bevorzugte Kenndaten sind: Spannung 2-7 V, Strom 50-400 mA, Leerlaufpumpleistung 0.5-2 l/min. Zur Versorgung ist die Pumpe mit einem Batterie- oder Akkureservoir verbunden (netzunabhängiger Betrieb); es kann zusätzlich oder stattdessen eine Anschlußmöglichkeit zur externen Spannungsversorgung vorgesehen sein (Netzbetrieb).

In Fig. 3 sind Kennlinien einer bevorzugten Miniaturpumpe eingetragen. Die maximale Pumpenförderrate beträgt etwa 0.8 l/min bei einem Gegendruck P bzw. Kammerüber­ druck von 0 mmHg. Von diesem Maximalwert sinkt die Förderrate Q entlang der Kenn­ linie bis auf den Wert 0 bei einem Gegendruck P von 550 mmHg. Der maximale Stromverbrauch I tritt bei einem Gegendruck P von 200 mmHg auf und verläuft über den Pumpenarbeitsbereich entlang der hierfür eingetragenen Kennlinie I.

Die Pumpe, die Energiequelle und die Drucksteuereinrichtung sind in einer Box aufge­ nommen, die vorzugsweise unmittelbar an der Manschette lösbar mit Hilfe eines Klett­ verschlusses befestigt ist. Bei einer anderen Ausführungsform wird die Pumpe mittels eines elastischen Bandes mit Klettverschluß an der Extremität nahe der Manschette angelegt. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Pumpe in einer an der Manschette ausgebildeten Außentasche aufgenommen.

Die Verbindungsleitung 6 ist im Ausführungsbeispiel ein Kunststoffschlauch, der über ein Schlauchübergangsstück lösbar oder fix mit der Pumpe oder der Manschette verbun­ den ist. Die Verbindungsleitung 6 kann eine Bajonettverbindung, eine Velcro-Kopplung oder andere geeignete Kopplungen umfassen, um Pumpe und Manschette voneinander zu trennen, beispielsweise zum Zwecke eines Austausches. Sie kann durch solche Kopp­ lungen selbst gebildet werden.

In der Manschettenkammer wird vorzugsweise ein Überdruck zwischen 40 und 60 mm Hg aufgebaut. Das Zeitintervall t₁ beträgt zwischen etwa 1 und 3 Minuten.

Der Benutzer kann in einer Ausführungsvariante zwischen zwei Druckniveaus und zwei Wiederholfrequenzen wählen, vorzugsweise 40 oder 60 mm Hg Überdruck und einer oder fünf Wiederholungen pro Minute, wobei das Programm mit Hilfe eines Schalters oder Tasters gewählt wird.

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, in der statt eines elektromechanischen, von einer Steuereinheit angesteuerten Auslaßventils ein rein mechanisches Auslaßventil mit bereits integriertem Drucksensor eingesetzt wird. In der Figur geben gleiche Bezugszeichen gleiche, vorstehend bereits beschriebene Bauteile an.

Zur Drucksteuerung dient eine parallel zur Verbindung 6a, 6b und 6c zwischen Pumpe 1 und Manschette 2 geschaltete Kammer 20, die von einem Absperrkörper 22 in zwei voneinander druckdicht getrennte Teilkammern 24 und 25 unterteilt wird. Die erste Teilkammer 24 kommuniziert über den Verbindungsabschnitt 6a mit der Pumpe 1, und die zweite Teilkammer 25 kommuniziert über den Verbindungsabschnitt 6c mit der Manschette 2. Im Vergleich zum Verbindungsabschnitt 6a ist der Verbindungsabschnitt 6b, durch den auch die Teilkammern 24 und 25 miteinander verbunden sind, verengt. Der Abschnitt 6b bildet eine Drossel.

Der Absperrkörper 22 ist als elastische Membran geeigneter Stärke und Elastizität ausgebildet, die den Kurzschluß von Manschette 2 und Pumpe 1 über die Teilkammern 24 und 25 unterbindet.

Um die Manschette intermittierend mit Druck zu beaufschlagen, wird die Pumpe 1 entsprechend dem im unteren Teil von Fig. 2 qualitativ dargestellten Zeitablauf ange­ steuert. Aufgrund des verengten Strömungquerschnitts des Verbindungsabschnitts 6b baut sich nach Einschalten der Pumpe 1 im Zeitintervall t₂ der Druck in der Teilkammer 24 rascher auf als in der Teilkammer 25. In der Teilkammer 25 herrscht der Druck der Manschettenkammer. Durch die resultierende Druckdifferenz über den Absperrkörper 22 wird dieser in seine erste Stellung, in Fig. 4 nach rechts, gewölbt und sperrt den Auslaß 21. Nachdem über den Verbindungsabschnitt 6b verzögert im wesentlichen ein Druckaus­ gleich in Bezug auf die Teilkammern 24 und 25 gegen Ende des Zeitintervalls t₂ nahezu vollständig abgeschlossen ist, hebt die Membran 22 vom Auslaß 21 wieder ab und gibt die Verbindung zur Umgebung frei, um den in der Manschette 2 aufgebauten Überdruck, bei Erreichen eines vorgegebenen Druckniveaus wieder abzulassen. Hierdurch kommt es zu dem im oberen Teil von Fig. 2 dargestellten sigmoiden Verlauf des Drucks im Zeitintervall t₃.

Die beschriebene Drucksteuerung wird durch Vorspannung des Absperrkörpers 22 weg vom Auslaß 21 bewirkt, insbesondere durch die Wahl der elastischen Rückstellkraft des Absperrkörpers. Bevorzugt wird eine Anordnung des Absperrkörpers, bei der der Auslaß 21 in der Einbaulage des Absperrkörpers freigegeben ist.

Statt der Ausbildung als Membran kann als Absperrkörper 22 auch eine an einer nachgie­ bigen Trennwand angebrachte Kugel vorgesehen sein, die gehaltert ist und den Auslaß 21 nur gegen die Kraft einer Feder sperrt.

Zum Nachweis der Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wurden Versuche an einer Gruppe von gesunden Probanden durchgeführt, bei denen die Zunahme der Blutdurchflußmenge in hautnahen Venen des Oberschenkels unter Verwendung von Dopplerecho-Verfahren (echo tracking) in Kombination mit einem CW-Dopplerverfahren gemessen wurde. Hierzu wurde an ein und derselben Körperstelle der genaue Venen­ durchmesser kontinuierlich gleichzeitig mit der zeitlich gemittelten, mittleren Blutdurch­ flußgeschwindigkeit gemessen, um den Blutfluß über einen längeren Zeitraum zu be­ rechnen.

Zur Messung der in Fig. 5 gezeigten Kurven wurde die Manschette in Intervallen von 20 Sekunden mit Druck beaufschlagt, wie deutlich anhand der Spitzen in den Meßkurven erkennbar. Fig. 5 (a) zeigt den gemessenen Venendurchmesser und die Strömungs­ geschwindigkeit, während Fig. 5 (b) die daraus berechnete Blutdurchflußrate darstellt. In einer Serie von Versuchen wurden die Probanden sowohl in aufrechter als auch in sitzender Position untersucht. In der sitzenden Position kam es aufgrund des erhöhten hydrostatischen Drucks zu der bekannten Weitung der Venen im Wadenbereich. Die nachfolgende Tabelle faßt die Versuchsergebnisse für drei verschiedene Druckamplituden (25, 40 und 60 mm Hg) zusammen (Abweichungen in Standardabweichungen):

Die Ergebnisse zeigen, daß in der aufrechten Position ein Druckeffekt vorliegt. Daß mit einer solch einfachen und kostengünstigen Vorrichtung ein Druckeffekt erzielt werden kann, ist überraschend. Die maximale Zunahme der Blutdurchflußmenge beim höchsten Pumpendruck erzielt wurde, während in der sitzenden Position kein Druckeffekt be­ obachtet, werden konnte. Folglich ist in der sitzenden Position auch ein niedriger Pum­ pendruck, von beispielsweise 25 mm Hg, ausreichend, um den venösen Blutstrom in Richtung des Herzens anzutreiben. Der geeignete, an die Manschette anzulegende Druck und der durch die intermittierende Kompression resultierende Massageeffekt kann deshalb vom Benutzer so gewählt werden, wie er es als angenehm empfindet.

Es wurde auch die Wirkung einer intermittierenden Kompression auf das Volumen des Wadenbereichs abgeschätzt, wobei die Probanden vier Stunden lang unbeweglich in einer sitzenden Position verbrachten. Wie die nachstehende Tabelle zeigt, wurde trotz einer völligen Immobilität der Probanden keine Volumenzunahme beobachtet. (In der folgen den Tabelle werden die Abweichungen als Standardabweichungen angegeben.)

Dieses Ergebnis zeigt, daß keine Extravasation von Flüssigkeit unterhalb des Druck­ niveaus erfolgt. Andererseits konnte nach der vierstündigen Versuchszeit eine leichte Abnahme des Wadenvolumens beobachtet werden.

Nachfolgend sollen drei besonders bevorzugte Anwendungsbereiche der Erfindung detailliert angeführt werden.

Eine erste bevorzugte Anwendung betrifft den Abbau von Streß und Ermüdungser­ scheinungen. Weil im modernen Berufsleben Tätigkeiten überwiegend in sitzender oder statisch, aufrechter Position erfolgen, kommt es im Laufe eines Arbeitstages zum An­ schwellen des unteren Beinbereichs (Waden, Füße), was ein allgemeines Unwohlsein und vor allem bei älteren Menschen Schmerzen hervorruft. Dieser Zustand wird, statt mittels Bewegung, häufig medikamentös behandelt. Eine Alternative stellt das Tragen von Kompressionsstrümpfen bzw. -bandagen dar, was jedoch von vielen Betroffenen auf­ grund der durch ständigen Hautkontakt der Bandage unter Druck hervorgerufenen Hautirritation als unangenehm empfunden wird.

Durch das Gefühl "schwerer", angeschwollener Waden kommt es bei vielen Menschen zum Gefühl einer inneren Unruhe und zu Streßphänomenen.

In solchen Situationen bietet sich aufgrund ihrer einfachen Handhabbarkeit die Verwen­ dung der erfindungsgemäßen Vorrichtung an. Hierzu wird die Manschette am Waden­ bereich angelegt und die intermittierende Kompression durch Einschalten der Pumpe oder ihrer Steuerung ausgelöst. Durch die erfindungsgemäße Auslegung insbesondere als handliche, portable, netzunabhängige Vorrichtung kann die Anwendung in alltäglichen Situationen je nach Bedarf erfolgen, beispielsweise auf der Arbeit, auf der Autofahrt ins Büro, auf Reisen, beispielsweise im Flugzeug oder im Zug oder zu Hause.

Durch die intermittierende Kompression wird nicht nur der Rücktransport von venösem Blut angeregt, sondern auch der Rücktransport von Lymphflüssigkeit, die Reabsorption von Ultrafiltrat in das venöse System und der Übergang von proteinreichen Flüssigkeiten durch Gewebespalten in einem Ödem, wodurch es zu einer allgemeinen Entgiftung des Organismus und zum Abbau von Schwellungen kommt.

Eine weitere bevorzugte Anwendung zielt auf die Prophylaxe von Venenthrombosen. Es ist bekannt, daß es bei Bewegungsmangel, etwa bei sitzender Tätigkeit oder postoperativ bei Bettruhe, gerade im Bereich der Waden bzw. unteren Extremitäten aufgrund kleine­ rer Verletzungen oder teilweise spontan zur Koagulation von Blut kommt. Blutklümpchen verstopfen die Blutgefäße und können, wenn einmal in den Lungenbereich mitgerissen, zu lebensbedrohlichen Embolien führen. Immer dort, wo venöses Blut nicht rasch genug abtransportiert wird sondern sich staut, ist die Wahrscheinlichkeit für eine Blutkoagula­ tion aufgrund des geänderten Blutgerinnungsverhaltens größer.

Als Gegenmaßnahmen wird gerade nach Operationen üblicherweise zur Antikoagulation Heparin in regelmäßigen Intervallen verabreicht und das Tragen von Kompressions­ strümpfen verordnet. Aufgrund des sehr einfachen, preisgünstigen und handlichen Aufbaus der erfindungsgemäßen Vorrichtung stellt jedoch die intermittierende Kom­ pression eine echte Ergänzung oder gar Alternative zu diesen Maßnahmen dar. Durch die Wiederanregung des venösen Blutrücktransports stellt sich wieder ein verbessertes Blutgerinnungsverhalten ein und werden kleinere Blutgerinnsel wieder aufgelöst (Fibrino­ lyse).

Für den Erfindungsgegenstand sind keine Gegenindikationen zu erwarten, außer bei Personen, bei denen periphere arterielle Blutgefäße verstopft sind (mit Gefäßdrücken unterhalb von 80 mm Hg). Gegen die Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sprechen auch keine sonstigen Sicherheitserwägungen, so daß die Vorrichtung zur Selbstbehandlung von Patienten, wie vorstehend angeführt, eingesetzt werden kann.

Claims (17)

1. Vorrichtung zur intermittierenden Kompression menschlicher Extremitäten zur Unterstützung eines Rücktransports von Körperflüssigkeit in Richtung des Her­ zens, die Vorrichtung umfassend:

• a) eine an eine Extremität anzulegende Manschette und
• b) einen Druckerzeuger für eine intermittierende Druckbeaufschlagung der Manschette,

dadurch gekennzeichnet, daß

• a) die Manschette (2) in Richtung des Rücktransports nur eine Breite (B) von höchstens 25 cm aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Manschette (2) als Einkammersystem ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Manschette (2) einer für Blutdruckmessungen verwendeten Manschette ent spricht.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß der Druckerzeuger unmittelbar oder mittels eines Verbindungsstücks (1) an der Manschette (2) angebracht ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß der Druckerzeuger (1) eine Rollerpumpe ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Drucksteuereinrichtung, die bei Überschreiten eines vorgegebenen Über­ drucks in einer Manschettenkammer diese Manschettenkammer mit der Umge­ bung verbindet.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, daß die Drucksteuerein­ richtung ein Auslaßventil (21, 22) umfaßt, das für die Manschette (2) einen Überdruckauslaß bildet, der ständig geöffnet ist, außer, wenn der Druckerzeuger (1) die Manschette (2) mit Druck beaufschlagt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Drucksteuereinrichtung eine Drossel (6b) in einer Verbindung (6) zwischen dem Druckerzeuger (1) und der Manschette (2) und ein Auslaßventil (21, 22) mit einem Absperrkörper (22) aufweist, der in einer ersten Stellung einen Auslaß (21) zur Umgebung freigibt und in einer zweiten Stellung sperrt, wobei der Absperr­ körper (22) diese Stellungen in Abhängigkeit von einer Druckdifferenz zwischen einem Ein- und einem Auslaß der Drossel (6b) einnimmt.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß eine Steuereinheit (5) den Druckerzeuger (1) ein- und ausschaltet und dadurch die Manschette (2) mit einer vorgegebenen oder vorgebbaren Druckam­ plitude und einer vorgegebenen oder vorgebbaren Wiederholfrequenz mit Druck beaufschlagt wird.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (5) zur Änderung der Druckamplitude und/oder Wiederholfrequenz ausgelegt ist.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß der gegen Atmosphärendruck gemessene Überdruck zwischen 20 mm Hg und 100 mm Hg beträgt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der gegen Atmo­ sphärendruck gemessene Überdruck zwischen 25 und 80 mm Hg und vorzugs­ weise zwischen 40 und 60 mm Hg beträgt.

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die Manschette (2) zwischen einem und zehn Mal pro Minute mit Druck beaufschlagt wird.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Manschette (2) zwischen einem und fünfzehn Mal pro fünf Minuten mit Druck beaufschlagt wird.

15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß der Druckerzeuger (1) von der Manschette (2) abkoppelbar ist.

16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß der Druckerzeuger (1) mittels Bajonettverbindung an die Manschette gekoppelt wird.

17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung als portable Vorrichtung zur Unterstützung des Rücktransports von Körperflüssigkeit in Richtung des Herzens in Alltagssituationen.