МЕДИЦИНСКОЕ УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ТЕКУЧЕЙ СРЕДОЙ ДЛЯ МЕДИЦИНСКОЙ СИСТЕМЫ ПОДВЕДЕНИЯ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ
MEDICAL FLUID CONTROL DEVICE FOR MEDICAL FLUID SUPPLY SYSTEM

Область техники, которой относится изобретение
Изобретение относится к медицинскому устройству управления текучей средой для медицинской системы подведения текучей среды с корпусом для потока текучей среды, который снабжен по меньшей мере одним соединительным портом для соединения с другим функциональным компонентом системы подведения текучей среды и содержит порт введения, снабженный выполненным с возможностью открытия запорным элементом, а также регулирующим элементом, который подвижно установлен в корпусе для потока текучей среды и имеет участки канала протекания, которые в зависимости от положения регулировки регулирующего элемента могут быть предоставлены по меньшей мере одному соединительному порту и/или порту введения для обеспечения протекания текучей среды.
Уровень техники
Медицинское устройство управления текучей средой указанного типа известно из патентного документа US 7984730 В2. Известное медицинское устройство управления текучей средой выполнено в виде трехходового крана для медицинской инфузионной системы. Трехходовой кран имеет два соединительных порта, а также порт введения, которые все выполнены в виде единого элемента с корпусом для потока текучей среды. Порт введения снабжен выполненным с возможностью открытия запорным элементом в виде монтируемого посредством соединения Люэра запорного колпачка или в виде упруго-гибкой запорной мембраны. Запорный колпачок выполнен с возможностью отвинчивания от порта введения с последующим удалением. Запорная мембрана выполнена с возможностью открытия за счет того, что она может быть упруго открыта в области фронтальной щели протекания. Открытие запорной мембраны происходит, в частности, посредством установки шприца. Корпус для потока текучей среды содержит установленный в нем с возможностью вращательного движения регулирующий элемент, снабженный участками канала протекания, которые в зависимости от положения регулирующего элемента соединены по текучей среде с обоими соединительными портами или по меньшей мере с одним соединительным портом и портом введения, т.е. соединены с обеспечением возможности сквозного протекания. При закрытом запорном элементе, т.е. при закрытом порте введения, существует возможность изменять направление протекания текучей среды в области соединительных портов через порт введения и осуществлять посредством этого промывание внутренней стороны порта введения. Таким образом, можно избегать нежелательного отложения остатков медикаментов в порте введения.
Раскрытие сущности изобретения
Задачей настоящего изобретения является создание медицинского устройства управления текучей средой упомянутого вначале типа, которое бы позволило осуществлять особенно точную дозировку медикаментов для пациента.
Эта задача решена посредством того, что по меньшей мере с одним участком канала протекания регулирующего элемента и/или с портом введения связано по меньшей мере одно механическое средство ускорения потока, которое способствует промыванию внутренней стороны порта введения при протекании текучей среды. Вследствие этого достигают улучшенного промывания внутренней стороны порта введения по сравнению с уровнем техники. Таким образом, при подаче медикаментов в области порта введения согласно изобретению гарантируют, что остатки медикаментов не остаются в области порта введения, так что дозировка медикаментов, подведенная через порт введения, может попасть в линию пациента медицинской системы подведения текучей среды в полном объеме, и, следовательно, это обеспечивает возможность высокоточной дозировки медикаментов для пациента. Кроме того, осадка избегают постоянным промыванием латерального соединительного порта/порта введения. Механические средства ускорения потока вызывают повышение скорости потока текучей среды, проводимого по меньшей мере через один соединительный порт и порт введения, вследствие чего поток текучей среды неизбежно способствует повышенной промываемости в области внутренней стороны порта введения. В качестве механических средств ускорения потока преимущественно предусмотрены механические средства направления потока, обеспечивающие сужение поперечного сечения протекающего потока текучей среды по меньшей мере на одном участке канала протекания. Средство ускорения потока может иметь функцию сопла. В качестве альтернативного варианта или дополнительно, предусмотрено формирование по меньшей мере одного средства ускорения потока с помощью средств вихреобразования в пристенных областях по меньшей мере одного участка канала протекания, которые осуществляют закручивающее воздействие на протекание текучей среды и обеспечивают, таким образом, также ускорение, в частности, пристенных областей потока текучей среды. Указанное решение согласно изобретению подходит особенно предпочтительным образом для использования в медицинской системе подведения текучей среды, выполненной в виде инфузионной системы. Особенно предпочтительной является возможность использования решения согласно изобретению в инфузионной системе для введения цитостатических средств. Выполненный с возможностью открытия запорный элемент согласно изобретению выполнен преимущественно либо в виде запорного колпачка, соединяемого с портом введения посредством соединения Люэра, либо в виде упруго-гибкой запорной мембраны, встроенной в порт введения.
В одном варианте осуществления изобретения механическое средство ускорения потока образованно встроенным в участок канала протекания и/или порт введения участком трубопровода, поперечное сечение потока которого меньше, чем поперечное сечение потока смежного и расположенного выше по потоку участка канала протекания регулирующего элемента или порта введения, или соединительного порта. Таким образом, получают исполнение "труба в трубе", которое обеспечивает ускорение протекания текучей среды вследствие уменьшенного поперечного сечения потока участка трубопровода. Если участок трубопровода свободно расположен внутри участка канала протекания, на внешней стороне участка трубопровода становится возможным обратное протекание текучей среды к расположенному ниже по потоку соединительному порту. Если согласно подварианту указанного варианта осуществления в участке канала протекания и в порте введения предусмотрен один участок трубопровода, то смежные участки трубопровода могут быть преимущественным образом соосно выровнены друг относительно друга в зависимости от положения регулирующего элемента. Смежные участки трубопровода имеют преимущественно идентичные поперечные сечения. По меньшей мере один участок трубопровода служит для того, чтобы подводить поток текучей среды с повышенной скоростью течения во внутреннюю часть порта введения, как только регулирующий элемент принимает соответствующее положение регулировки.
В еще одном варианте осуществления изобретения участок трубопровода выполнен в виде единого элемента с участком канала протекания регулирующего элемента или с портом введения корпуса для потока текучей среды. При этом участок трубопровода посредством сформированных радиальных ребер или ребер, проходящих по окружности, преимущественным образом соединен с соответствующей внутренней стенкой участка канала протекания или порта введения.
В еще одном варианте осуществления изобретения между внешней стенкой участка трубопровода и стенкой участка канала протекания или внутренней стенкой порта введения предусмотрен кольцевой зазор, обеспечивающий возможность протекания текучей среды. Кольцевой зазор предусмотрен преимущественно в виде сегмента кольца только над частичной областью окружности участка трубопровода, чтобы не нарушать цельное соединение участка трубопровода по меньшей мере с одной стенкой участка канала протекания или внутренней стенкой порта введения.
В еще одном варианте осуществления изобретения внутренняя стенка участка трубопровода снабжена вихреобразующими геометрическими элементами, которые воздействуют на протекание текучей среды. Вихреобразующие геометрические элементы, выполненные преимущественно в виде единого элемента с областью внутренней стенки участка трубопровода, обеспечивают возможность дополнительного улучшения ускорения протекания текучей среды. Вихреобразующие геометрические элементы прерывают преимущественным образом ламинарный поток протекающей текучей среды на внутренней стенке участка трубопровода и обеспечивают, таким образом, возможность ускорения течения.
Краткое описание чертежей
Прочие преимущества и признаки изобретения раскрыты в формуле изобретения, а также в нижеследующем описании предпочтительных вариантов осуществления изобретения, которые представлены посредством чертежей.
На фиг. 1 показан вариант осуществления медицинского устройства управления текучей средой согласно изобретению, выполненного в виде трехходового крана, на разнесенном покомпонентном виде в аксонометрии.
На фиг. 2 показан поперечный разрез трехходового крана, представленного на фиг. 1, в первом функциональном положении.
На фиг. 3-5 показаны поперечные разрезы трехходового крана, представленного на фиг. 1 и 2 в прочих функциональных положениях.
На фиг. 6 показан регулирующий элемент трехходового крана, представленного на фиг. 1-5, на виде в аксонометрии.
На фиг. 7 показан поперечный разрез регулирующего элемента, представленного на фиг. 6, на высоте участков канала протекания регулирующего элемента.
На фиг. 8 показан продольный разрез регулирующего элемента, представленного на фиг. 6 и 7.
На фиг. 9 показан поперечный разрез еще одного варианта осуществления регулирующего элемента, схожего с представленными на фиг. 6 и 7.
На фиг. 10 показан продольный разрез регулирующего элемента, представленного на фиг. 9, соответствующий продольному разрезу, представленному на фиг. 8.
На фиг. 11 показан поперечный разрез еще одного варианта осуществления медицинского устройства управления текучей средой согласно изобретению.
На фиг. 12 показан еще один вариант осуществления медицинского устройства управления текучей средой согласно изобретению, схожего с представленным на фиг. 2.
На фиг. 13 показан на виде сбоку частичный разрез медицинского устройства управления текучей средой, представленного на фиг. 12, вдоль линии разреза XIII-XIII, показанной на фиг. 12.
На фиг. 14 показано на виде в аксонометрии медицинское устройство управления текучей средой, представленное на фиг. 12 и 13, с удаленной запорной мембраны в области порта введения.
Осуществление изобретения
Медицинское устройство управления текучей средой согласно фиг. 1-8 выполнено в виде трехходового крана и предусмотрено для использования в медицинской системе подведения текучей среды, выполненной в виде инфузионной системы. Трехходовой кран 1 содержит корпус 2 для потока текучей среды, состоящий из пластмассы, преимущественно из полиамида или поликарбоната, который выполнен в виде полого цилиндра. В корпусе 2 для потока текучей среды установлен с возможностью поворота регулирующий элемент 6, который также обозначается как пробка. Регулирующий элемент 6 в области верхней стороны (фиг. 1) снабжен ручкой управления, чтобы обеспечить возможность производимого вручную поворачивания регулирующего элемента 6 в корпусе 2 для потока текучей среды между различными функциональными положениями. В области нижней стороны регулирующий элемент 6 снабжен подробно не показанными стопорными средствами, чтобы зафиксировать регулирующий элемент 6 в корпусе 2 для потока текучей среды по оси. Такие стопорные средства для фиксации регулирующего элемента 6 заявителю известны из патентного документа US 6536742 В2.
Корпус 2 для потока текучей среды содержит на радиальной поверхности три порта, радиально выступающих от корпуса 2 для потока текучей среды в разных направлениях (относительно оси вращения регулирующего элемента 6 в корпусе 2 для потока текучей среды), из которых два диаметрально противоположных порта выполнены в виде соединительных портов 3, 4, а выступающий под прямым углом к указанным соединительным портам 3, 4 - в виде порта 5 введения. Соединительные порты 3, 4 и порт 5 введения выполнены в виде единого элемента с корпусом 2 для потока текучей среды. Соединительный порт 3 в области торцевого конца, отдаленного относительно корпуса 2 для потока текучей среды, снабжен наружным профилем соединения Люэра для соединения с комплементарным соединительным элементом Люэра, который является частью последующего функционального компонента медицинской системы подведения текучей среды. Соединительный порт 4 служит для соединения с линией пациента, т.е. с линией подведения текучей среды, которая выполнена с возможностью подсоединения к соответствующему пациенту внутривенно, или парентерально, или другим образом.
С портом 5 введения связан выполненный с возможностью открытия запорный элемент в виде упруго-гибкой запорной мембраны 7, которая размещена подобно чаше в приемном корпусе 8, который в смонтированном состоянии жестко соединен с портом 5 введения и образует, следовательно, сегмент порта введения. Приемный корпус 8 в области торцевого конца, отдаленного относительно корпуса 2 для потока текучей среды, снабжен гнездовыми (охватывающими) соединительными профилями Люэра для обеспечения возможности присоединения комплементарного компонента соединения Люэра, который выполнен, в частности, в виде части шприца.
В качестве варианта в непоказанном варианте осуществления изобретения вместо выполненного с возможностью открытия запорного элемента на приемном корпусе может быть предусмотрен гнездовой (охватывающий) соединитель Люэра, который может взаимодействовать со штекерным (охватываемым) соединителем Люэра шприца посредством простого осевого вставления штекерного (охватываемого) соединителя Люэра.
Текучие среды в виде медикаментов могут быть дозированно поданы в линию пациента через порт 5 введения. Для этого соответствующий шприц или другой функциональный компонент посредством соединителей Люэра соединяют с портом 5 введения, вследствие чего запорная мембрана 7 неизбежно упруго деформируется и переводится в открытое состояние. После введения соответствующей дозировки медикаментов шприц или соответствующий другой функциональный компонент может быть снова удален из порта 5 введения, вследствие чего запорная мембрана 7 снова возвращается в ее закрытое положение.
Чтобы после удаления соответствующего функционального компонента из порта 5 введения вымыть остатки медикаментов, которые все еще присутствуют в области внутренней стороны порта 5 введения, поток текучей среды от функционального компонента, постоянно соединенного с соединительным портом 3, через трехходовой кран 1 перенаправляют в порт 5 введения и затем проводят далее через соединительный порт 4 к линии пациента.
Для улучшения промывания внутренней стороны порта 5 введения в области внутренней стенки порта 5 введения и внутренней стенки запорной мембраны 7, в вариантах осуществления согласно фиг. 1-8 внутри регулирующего элемента 6 в области участка 10 канала протекания предусмотрено механическое средство ускорения потока в виде встроенного в участок 10 канала протекания участка 11 трубопровода. Регулирующий элемент 6 имеет всего три участка 9, 9', 10 канала протекания, которые предусмотрены в регулирующем элементе на высоте соединительных портов 3, 4 и порта 5 введения. Участки 9, 10 канала протекания служат для создания соединений по текучей среде между соединительными портами 3, 4 и портом 5 введения в зависимости от положения регулирующего элемента 6 для обеспечения соответствующего протекания текучей среды. Различные положения регулировки регулирующего элемента 6 относительно корпуса 2 для потока текучей среды и, таким образом, различные пути протекания текучей среды между соединительными портами 3, 4 и портом 5 введения представлены на фиг. 2-5.
На фиг. 2 регулирующий элемент 6 установлен в положение функции промывания. При этом соосные участки 9, 9' канала протекания регулирующего элемента 6 проходят в коаксиальном соединении прямолинейно между противоположно расположенными соединительными портами 3, 4, тогда как участок 10 канала протекания, перпендикулярный к ним, проходит соосно внутренней части порта 5 введения. Также, в этом функциональном положении участок 11 трубопровода открыт к порту 5 введения. При этом можно видеть, что участок 9 канала протекания регулирующего элемента 6, открытый к соединительному порту 3, повернут под прямым углом в участок 11 трубопровода, который имеет меньшее поперечное сечение потока, чем участок 9 канала протекания. Участки 9 канала протекания, а также участок 10 канала протекания регулирующего элемента 6 имеют в показанном варианте осуществления идентичные друг другу поперечные сечения потока. В непоказанных вариантах осуществления изобретения участки канала протекания могут иметь разные поперечные сечения потока, причем, в частности, поперечное сечение потока участка 10 канала протекания больше поперечного сечения потока участка 9 канала протекания. Участок 11 трубопровода выполнен в виде единого элемента с регулирующим элементом 6, который аналогично корпусу 2 для потока текучей среды изготовлен преимущественным образом из пластмассы, предпочтительно в виде поликарбоната или полиамида. Участок 11 трубопровода в области его внешней оболочки отстоит от внутренней стенки участка 10 канала протекания, вследствие чего между внешней оболочкой участка 11 трубопровода и внутренней стенкой участка 10 канала протекания образован кольцевой зазор 12. Посредством кольцевого зазора 12 участок 10 канала протекания открыт к участку 9' канала протекания, обращенному на фиг. 2 в направлении соединительного порта 4. Вследствие этого соответствующий кольцевой зазор 12 обеспечивает возможность дальнейшего промывающего протекания текучей среды через участок 11 трубопровода во внутреннюю часть порта 5 введения к соединительному порту 4. Участок 9 канала протекания, напротив, закрыт по направлению к противоположному участку 9' канала протекания, так что текучая среда, которую согласно фиг. 2 подводят через соединительный порт 3 на входе, может быть направлена исключительно через участок 11 трубопровода в порт 5 введения и оттуда через кольцевой зазор 12 и расположенный диаметрально напротив участок 9' канала протекания 9' к соединительному порту 4 на выходе.
На фиг. 3 регулирующий элемент 6 повернут относительно корпуса 2 для потока текучей среды таким образом, что участок 11 трубопровода направлен к соединительному порту 3, тогда как участок 9' канала протекания, который открыт посредством кольцевого зазора 12 к участку 10 канала протекания, повернут к порту 5 введения. Соединительный порт 4 закрыт посредством регулирующего элемента 6.
На фиг. 4 регулирующий элемент 6 повернут таким образом, что порт 5 введения закрыт, и образован коаксиальный проход для текучей среды между обоими соединительными портами 3, 4 через участки 9, 9' канала протекания. Участок 10 канала протекания расположен в корпусе 2 для потока текучей среды диаметрально напротив порта 5 введения. Поэтому протекание текучей среды из соединительного порта 3 в направлении соединительного порта 4 происходит через участок 9' канала протекания, кольцевой зазор 12, в участок 10 канала протекания, и оттуда через участок 11 трубопровода в последующий участок 9 канала протекания, который открыт к соединительному порту 4.
На фиг. 5 регулирующий элемент 6 повернут таким образом, что соединительный порт 3 закрыт, тогда как участок 9 канала протекания открыт к порту 5 введения, и участок 10 канала протекания открыт к соединительному порту 4. Также, участок 11 трубопровода выровнен соосно со средней продольной осью соединительного порта 4. Это функциональное положение регулирующего элемента 6 соответствует положению введения, в котором через порт 5 введения к линии пациента может быть подведен раствор медикаментов.
Функциональное положение согласно фиг. 2 соответствует положению промывания регулирующего элемента 6, в котором текучая среда, подведенная через соединительный порт 3, может промывать внутреннюю сторону порта 5 введения и запорную мембрану 7 и протекать дальше на выход к соединительному порту 4, который соединен с линией пациента.
На фиг. 6-8 регулирующий элемент 6 показан еще раз без корпуса 2 для потока текучей среды и соответствующих портов 3-5.
Регулирующий элемент 6а, показанный на фиг. 9 и 10 соответствует, по существу, уже подробно раскрытому ранее регулирующему элементу 6 согласно фиг. 1-8. Регулирующий элемент 6а может использоваться в корпусе 2 для потока текучей среды трехходового крана 1 согласно фиг. 1-8 в качестве альтернативы регулирующему элементу 6. Существенное отличие регулирующего элемента 6а заключается в том, что участок 10а трубопровода дополнительно снабжен вихреобразующими геометрическими элементами 14 в области его внутренней стенки. Вихреобразующие геометрические элементы 14 выполнены в показанном примере осуществления в виде единого элемента с соответствующими участками внутренней стенки участка 11а трубопровода и вызывают дополнительное вихреобразующее воздействие на протекание текучей среды, которое может привести к дополнительному повышению скорости протекания текучей среды. В непоказанных вариантах осуществления изобретения вихреобразующие геометрические элементы могут быть предусмотрены на отдельно изготовленных конструктивных компонентах, которые помещены в соответствующие участки трубопровода с возможностью отделения или без возможности отделения. Таким образом, может быть дополнительно улучшено промывание порта 5 введения. Вихреобразующие геометрические элементы 14 выполнены, в частности, в виде спиралеобразных стеночных профилей. Также могут быть предусмотрены иные стеночные профили. Вследствие этого внешние области потока текучей среды должны отклоняться в направлении по окружности, вследствие чего в целом достигают функции закручивания потока текучей среды.
Медицинское устройство управления текучей средой согласно фиг. 11 представляет собой трехходовой кран 1b, который выполнен, по существу, идентично раскрытым вариантам осуществления согласно фиг. 1-8. Во избежание повторений ниже даны ссылки на раскрытие, сделанное посредством фиг. 1-8. Функционально- или конструктивно-идентичные части и участки трехходового крана 1b обозначены такими же ссылочными обозначениями с добавленной буквой b.
Единственное отличие трехходового крана 1b от трехходового крана 1 согласно фиг. 1-8, состоит в том, что порт 5b введения снабжен не запорным элементом в виде запорной мембраны, а запорным элементом в виде запорного колпачка 7b. Запорный колпачок 7b снабжен штекерными (охватываемыми) соединительными профилями Люэра, тогда как порт введения 5b выполнен с комплементарными гнездовыми (охватывающими) соединительными профилями Люэра. Обслуживающий персонал может навинчивать запорный колпачок 7b простым вращательным движением на порт 5b введения или удалять с него, причем конусный участок запорного колпачка 7b плотно погружается в приемное отверстие порта 5b введения.
В варианте осуществления согласно фиг. 12-14 предусмотрен трехходовой кран 1с, который, по существу, соответствует варианту осуществления, раскрытому ранее посредством фиг. 1-8. Во избежание повторений ниже дополнительно даны ссылки на раскрытие варианта осуществления согласно фиг. 1-8. Идентичные части и участки трехходового крана 1с обозначены такими же ссылочными обозначениями с добавленной буквой с. Ниже подробно рассмотрено отличие от варианта осуществления согласно фиг. 1-8. Существенное отличие варианта осуществления согласно фиг. 12-14 заключается в том, что в порте 5с введения встроено дополнительное механическое средство ускорения потока, которое выполнено в виде участка 13 трубопровода. Участок 13 трубопровода выполнен в виде единого элемента с сегментом корпуса 2с для потока текучей среды, который образует часть порта 5с введения. Эта часть порта 5с введения образует приемный наконечник для закрепления приемного корпуса 8с, причем приемный наконечник и приемный корпус 8с окружают запорную мембрану 7с. Участок 13 трубопровода встроен в участке 15 канала приемного наконечника порта 5с введения и соединен со стенкой участка 15 канала в виде единого элемента. При этом участок 13 трубопровода на его верхней стороне содержит соединительную перемычку 14, которая подвешивает участок 13 трубопровода в участке 15 канала порта 5с введения. Участок 13 трубопровода выполнен вместе с участком 15 канала и соединительной перемычкой 14, а также корпусом 2с для потока текучей среды соответствующим методом изготовления, в частности методом литья пластмассы под давлением, и посредством соединительной перемычки 14 соединен с корпусом 2с для потока текучей среды в виде единого элемента. На корпусе 2с для потока текучей среды также в виде единого с ним элемента выполнены соединительные порты 3с, 4с. Поперечное сечение участка 13 трубопровода идентично поперечному сечению участка 11с трубопровода, который сформирован в регулирующем элементе 6с. Оба участка 11с и 13 трубопровода имеют идентичные относительно друг друга поперечные сечения потока. На фиг. 13 можно видеть, что участок 13 трубопровода имеет вращательно-несимметричное поперечное сечение. Участок 13 трубопровода, также как участок 11с трубопровода, который соответствует участкам 11 и 11b трубопровода согласно фиг. 1-11, содержит два расположенных друг напротив друга горизонтальных и параллельных участка стенки, которые наверху и внизу переходят соответственно в две дугообразно изогнутые в поперечном сечении части стенки. Также обращает на себя внимание вращательно-симметричное поперечное сечение (круг). Высотная протяженность поперечного сечения потока, как можно видеть на фиг. 13, больше чем поперечная протяженность поперечного сечения потока соответствующего участка 13 или 11, 11а, 11b, 11с трубопровода. Согласно непоказанным вариантам осуществления изобретения, участок 13 трубопровода посредством нескольких раздельно расположенных по его окружности соединительных перемычек может быть также соединен с приемным наконечником порта 5с введения в виде единого элемента. В качестве альтернативного варианта участок 13 трубопровода удерживается посредством отдельной соединительной перемычки в участке 15 канала порта 5с введения, который в другом варианте осуществления изобретения, однако, расположен не в области верхней стороны, а в области нижней стороны или в области внешней стороны, направленной налево или направо согласно фиг. 13.