УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПОТОКОМ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ С ВТЯГИВАЕМОЙ КАНЮЛЕЙ
FLUID FLOW CONTROL DEVICE WITH DRAW CANNULA

Предшествующий уровень техники
1. Область техники, к которой относится изобретение
Это изобретение относится к устройству управления потоком текучей среды и, в предпочтительном варианте реализации, к медицинскому устройству, имеющему канюлю, чаще иглу, которая вводится в тело пациента для использования с целью вливания, забора или выведения текучей среды. Один аспект изобретения относится к медицинскому устройству, имеющему исполнительное устройство, которое управляется с целью изменения пути потока текучей среды между канюлей и внешним источником или приемником текучей среды вслед за ее вливанием или выведением. Другой аспект изобретения относится к механизму, который втягивает канюлю внутрь устройства, чтобы исключить случайное укалывание иглой после использования и предотвратить повторное использование загрязненной канюли. Хотя предмет изобретения особенно предпочтителен для использования в случаях внутрисосудистого (IV) применения, он может быть также успешно использован, например, для эпидурального, внутрикостного и внутриглазного применения и с любой телесной текучей средой.
2. Описание предшествующего уровня техники
Внутрисосудистые (IV) инфузионные комплекты хорошо известны в технике доставки текучих сред и/или лекарственных средств пациенту посредством канюли, подсоединенной к трубке. IV инфузионные устройства часто имеют прикрепленные к ним крылья, которые облегчают работу при вводе канюли, помогают стабилизировать устройство и могут быть закреплены, чтобы ограничить перемещение устройства во время использования. Устройства для взятия крови действуют по тому же принципу, но в обратном направлении. Кровь берется из вены или артерии через канюлю, которая подсоединяется через корпус устройства к сосуду для сбора крови. После использования обычной системы для вливания или сбора текучей среды канюля загрязняется кровью и/или другой телесной текучей средой, и должны быть приняты меры предосторожности, чтобы исключить повторное использование устройства и предотвратить случайное укалывание либо медицинских работников, либо пациентов и тем самым распространение порожденных кровью болезнетворных микроорганизмов. Использование крышек или колпачков, которые должны надеваться на канюлю после отведения ее из тела пациента, представляется неудовлетворительным решением, потому что они повышают риск случайного укалывания или могут оказаться неприкрепленными и отпасть, опять обнажая загрязненную канюлю.
В патенте США 5779679, выданном Shaw и озаглавленном "Крыльчатый IV комплект с втягиваемой канюлей", и в патенте США 6210371, выданном Shaw и озаглавленном "Крыльчатый IV комплект", описывается IV инфузионный комплект с втягиваемой канюлей. В обоих этих патентах втягиваемая канюля удерживается втягивающим элементом, имеющим трубный соединитель на его заднем концевом участке, который обеспечивает соединение по текучей среде между канюлей и IV трубкой. Втягивающий элемент удерживается в не втянутом положении, преодолевая усилие сжатой пружины, парой размыкаемых защелок, расположенных на противоположных сторонах корпуса. Когда защелки размыкаются, пружина заставляет втягивающий элемент и, следовательно, канюлю возвратиться обратно в корпус. Однако вследствие того, что IV трубка подсоединена непосредственно к втягивающему элементу, втягивание канюли принуждает IV трубку также двигаться назад. Если трубка не может свободно перемещаться назад во время втягивания, втягивающий элемент и канюля могут оказаться не полностью втянутыми.
Требуется устройство для вливания и забора текучей среды, в котором канюля могла бы втягиваться, не вызывая или не передавая направленного назад перемещения подсоединенной трубке, и при этом устройство оставалось бы в состоянии, не пригодном к повторному использованию, и путь потока текучей среды перекрывался, перемещался и запирался вместе с втягиванием канюли.
Сущность изобретения
Аппарат согласно изобретению содержит устройство, которое особенно хорошо подходит для использования в области медицины, но не обязательно ограничивается медицинским использованием. Согласно одному предпочтительному варианту реализации изобретения описывается устройство, которое имеет канюлю и может быть выполнено и использовано с возможностью инъекции, вливания или выведения текучей среды. В зависимости от конфигурации устройство, являющееся предметом изобретения, может быть использовано, например: как часть инфузионного комплекта или как устройство для взятия венозной или артериальной крови; забора других текучих сред организма, таких как спинномозговая жидкость, церебральная жидкость, околоплодные воды, и т.п., что хорошо известно медицинским работникам; или твердого вещества, содержащегося в суспензиях или жидких массах, таких, например, как лекарственные средства, липиды или костный мозг. Когда устройство используется для вливания текучих сред или лекарственного вещества, источником текучей среды может быть, например, IV капельница или шприц. Когда устройство используется для взятия крови, приемником текучей среды может быть, например, пробирка для забора крови, дренажная трубка или шприц. Когда устройство прикрепляется к линии пути текучей среды, оно может также использоваться как зажим. Перед втягиванием канюли устройство препятствует утечке текучей среды, поступающей или выходящей из пути потока текучей среды. Канюля обычно является иглой, имеющей передний конец, который скошен для облегчения ввода в ткань или в другое медицинское устройство, такое как порт.
Согласно одному варианту реализации изобретения устройство содержит смещенный путь потока текучей среды и полость втягивания, закрепленную в положении, находящемся на одной линии с канюлей. Втягивание инициируется исполнительным устройством, которое может передвигаться в осевом направлении по отношению к канюле, при этом также блокируя путь потока текучей среды.
Согласно другому варианту реализации изобретения устройство содержит прямолинейный путь потока текучей среды и смещенную полость втягивания. Втягивание инициируется исполнительным устройством, которое может перемещаться в боковом направлении по отношению к канюле, тем самым блокируя и запирая путь потока текучей среды.
Согласно другому варианту реализации изобретения устройство содержит прямолинейный путь потока текучей среды и смещенную камеру втягивания. Втягивание инициируется исполнительным устройством, которое может перемещаться по дуге по отношению к канюле, при этом блокируя и запирая путь потока текучей среды.
Согласно предпочтительному варианту реализации изобретения представлено устройство, которое предпочтительно содержит корпус; канюлю, выступающую вперед из корпуса; соединитель, используемый для подсоединения устройства к источнику или приемнику текучей среды; путь потока текучей среды, обеспечивающий соединение по текучей среде между канюлей и соединителем; втягивающий механизм, отводящий канюлю из ее выступающего вперед положения; и исполнительное устройство, поддерживаемое корпусом и выполненное с возможностью изменения пути потока текучей среды, чтобы прекратить поток текучей среды через устройство, запереть путь потока текучей среды и освободить втягивающий механизм для втягивания канюли в корпус. Желательны выступающие боковые захваты и/или стабилизационные крылья с захватами под пальцы для облегчения работы пользователя с устройством, сопротивления повороту устройства на расположенной под ним поверхности и обеспечения поверхностей, которые могут быть прикреплены к телу пациента во время использования.
Согласно другому предпочтительному варианту реализации изобретения актуаторный участок устройства содержит две удлиненные, наиболее предпочтительно цилиндрические, полости, включая сюда одну полость, которая определяет участок пути потока текучей среды, и другую, которая является полостью втягивания, выполненной с возможностью приема участка втягивающего механизма и канюли вслед за ее втягиванием. Втягивающий механизм предпочтительно содержит держатель для иглы или канюли и подпирающий элемент, такой как нажимная пружина. Исполнительное устройство предпочтительно перемещается пользователем из первого положение во второе положение, чтобы изменить путь потока текучей среды за счет его перекрытия, смещения, изменения направления или изменения конфигурации по меньшей мере части пути, перекрывая тем самым поток текучей среды по исходному пути потока текучей среды через устройство. По меньшей мере часть исполнительного устройства или смонтирована по скользящей посадке, или же поворотно, наиболее предпочтительно шарнирно, подсоединена внутри корпуса. Также желательно, чтобы перемещение исполнительного устройства из первой позиции во вторую позицию освобождало втягивающий механизм, позволяя подпирающему элементу насильно возвращать держатель канюли и по меньшей мере часть канюли обратно в полость втягивания и возвращать всю целиком канюлю обратно внутрь корпуса, чтобы предохранить от случайных уколов иглы и предотвратить повторное использование устройства. Использование устройств, имеющих втяжные иглы, устранение случайных уколов иглой и выведение устройства из рабочего состояния во избежание его повторного использования важно для значительного уменьшения возможности распространения болезни через порожденные кровью болезнетворные микроорганизмы на медицинских работников, других пациентов и тех, кто может прикасаться руками к таким устройствам после их использования.
Краткое описание чертежей
Аппарат согласно изобретению далее описывается и поясняется со ссылкой на нижеследующие чертежи:
фиг.1 - вид спереди варианта реализации изобретения, имеющего перекрываемый путь потока текучей среды, втяжную канюлю, выступающую вперед из корпуса, скользящее назад исполнительное устройство и стабилизационные крылья;
фиг.2 - вид сбоку в разрезе по линии 2-2 на фиг.1;
фиг.3 - укрупненный вид устройства, изображенного на фиг.2, после перекрытия пути потока текучей среды и втягивания канюли;
фиг.4 - вид спереди в разрезе другого варианта реализации изобретения, имеющего перекрываемый путь потока текучей среды, втяжную канюлю, выступающую вперед из корпуса, и скользящее в боковом направлении исполнительное устройство;
фиг.5 - вид спереди в разрезе варианта реализации согласно фиг.4 после перекрытия пути потока текучей среды и втягивания канюли в полость втягивания;
фиг.6 - изображение в перспективе другого варианта реализации изобретения, имеющего перекрываемый путь потока текучей среды, втяжную канюлю, выступающую вперед из корпуса, и поворотное исполнительное устройство;
фиг.7 - изображение в перспективе варианта реализации согласно фиг.6 в разобранном состоянии;
фиг.8 - укрупненный вид сверху (противоположно ориентированный) варианта реализации согласно фиг.6 в разобранном состоянии;
фиг.9 - укрупненный вид сверху в разрезе, частично вырванный, варианта реализации согласно фиг.8, с выступающей вперед канюлей и трубным сегментом (показанным пунктирной линией), находящимся в соединении по текучей среде с путем потока текучей среды через исполнительное устройство, держателем канюли и канюлей;
фиг.10 - укрупненный вид сверху в разрезе варианта реализации согласно фиг.9 после перекрытия пути потока текучей среды и втягивания канюли;
фиг.11 - изображение в перспективе другого варианта реализации изобретения, имеющего перекрываемый путь потока текучей среды, втяжную канюлю, выступающую вперед из корпуса (показана накрытой защитным колпачком), и исполнительное устройство, шарнирно подсоединенное к корпусу;
фиг.12 - изображение в перспективе варианта реализации согласно фиг.11 в разобранном состоянии;
фиг.13 - укрупненный вид сверху варианта реализации согласно фиг.11;
фиг.14 - вид спереди варианта реализации согласно фиг.13 с защитным колпачком, показанным пунктирной линией;
фиг.15 - укрупненный вид сверху в разрезе, частично вырванный, варианта реализации согласно фиг.13 с выступающей вперед канюлей и защитным колпачком, обозначенным пунктирной линией, и показанным путем потока текучей среды через канюлю, держатель канюли и исполнительное устройство;
фиг.16 - вид сверху в разрезе варианта реализации согласно фиг.15 после перекрытия пути потока текучей среды и втягивания канюли в полость втягивания;
фиг.17 - изображение в перспективе другого варианта реализации изобретения, имеющего перекрываемый путь потока текучей среды, который конкретно используется для жидких текучих сред, втяжную канюлю, выступающую вперед из корпуса (скрыта от взгляда съемным защитным колпачком), и исполнительное устройство, шарнирно подсоединенное к корпусу;
фиг.18 - изображение в перспективе варианта реализации согласно фиг.17 в разобранном состоянии;
фиг.19 - укрупненный вид сверху в разрезе, частично вырванный, варианта реализации согласно фиг.17 с выступающей вперед канюлей и защитным колпачком, обозначенным пунктирной линией, и показанным путем потока текучей среды через канюлю, держатель канюли и люеровский соединитель; и
фиг.20 - вид сверху в разрезе варианта реализации согласно фиг.19 после перекрытия пути потока текучей среды и втягивания канюли в полость втягивания.
Описание предпочтительных вариантов реализации изобретения
Устройство 10, изображенное на фиг.1, может быть использовано, например, как часть медицинского аппарата для забора крови, кровяных газов или других текучих сред организма у пациента или для вливания в пациента текучих сред тех типов, которые обычно вводятся внутривенно или другим образом. Как показано на чертеже, устройство 10 содержит корпус 12 и выступающую вперед канюлю 14, прикрепленную к держателю 16 канюли, который более четко виден на фиг.2 и 3. Перед использованием устройства 10 скошенный конец канюли 14 желательно накрывать защитным колпачком. Исполнительное устройство 18 опирается по скользящей посадке на корпус 12 и содержит множество противоположных гибких защелок, которые закрепляют рукоятку 44 на стороне, противоположной концу, внутри корпуса 12. Рукоятка 44 спереди исполнительного устройства 18 облегчает ручные манипуляции с исполнительным устройством 18 по отношению к корпусу 12, чтобы перекрыть поток текучей среды через устройство 10 и инициировать втягивание канюли 14 внутрь корпуса 12, как будет описано более подробно ниже.
Необязательные стабилизационные крылья 20 выступают вбок от корпуса 12 и облегчают работу пользователя с устройством 10. Когда они используются, крылья 20 также обеспечивают поверхность, которая будет ограничивать поворот корпуса 12, когда устройство прикрепляется к телу пациента с помощью ленты, наложения швов или с помощью подобных эффективных средств. После того как желаемый объем текучей среды будет введен или взят у пациента, как было терапевтически предписано, поток текучей среды через канюлю 14 может быть перекрыт, и канюля 14 может быть втянута внутрь корпуса 12 за счет надавливания вручную на переднюю сторону рукоятки 44 исполнительного устройства 18 в направлении назад при одновременном удерживании корпуса 12. Если желательно, канюля 14 может быть втянута в корпус 12 без первоначального отведения ее от пациента. Использование устройства 10 и отведение канюли 14 обсуждаются ниже более полно со ссылками на фиг.2 и 3.
На фиг.2 устройство 10 показано без прикрепленных к нему необязательных стабилизационных крыльев. Корпус 12 устройства 10 содержит два удлиненных участка, включающих в себя нижнюю секцию 26 и верхнюю секцию 28. Нижняя секция 26 дополнительно содержит передний конец 32 меньшего диаметра и задний конец 34 большего диаметра с промежуточной зоной, определяемой выступом 30, расположенным между передним концом 32 и задним концом 34. Верхняя секция 28 продолжается в заднем направлении от точки над выступом 30 до открытого заднего конца над задним концом 34 нижней секции 26 и содержит продольный канал, который служит в качестве соединителя, в который вставляется трубный сегмент 24. Конец трубного сегмента 24 желательно поддерживать внутри верхней секции 28 корпуса 12 любым подходящим средством, таким, например, как сцепление силами трения, или используя зажимное устройство, клей, и т.п. В зависимости от целевого назначения устройства 10 трубный сегмент 24 может иметь любую желаемую длину, которая подходит для соединения устройства 10 с источником текучей среды, таким как IV баллон, или с приемником текучей среды, таким как система для взятия крови. Нижняя секция 26, как правило, дополнительно содержит полость 36 втягивания, расположенную между задним концом 34 и выступом 30 промежуточной зоны. Как показано на чертеже, задний конец 34 полости 36 втягивания содержит отверстие, которое закрывается торцевой заглушкой 42. Нижняя секция 26 дополнительно содержит отверстие 38, расположенное в верхней стенке немного впереди выступа 30 промежуточной зоны. Отверстие 38 выровнено с отверстием 40 внизу верхней секции 28, и выравнивание отверстий 38, 40 помогает создать путь потока текучей среды между канюлей 14 и трубным сегментом 24.
Отверстие на переднем конце 32 нижней секции 26 закрыто входящим с ним в скользящее зацепление трубчатым исполнительным устройством 18, который содержит рукоятку 44, выступающую вверх от переднего конца. Исполнительное устройство 18 движется из первого положения, в котором рукоятка 44 удалена от переднего конца 32 нижней секции 26, во второе положение, в котором рукоятка 44 упирается и соседствует с передним концом 32 нижней секции 26. Желательно иметь исполнительное устройство 18, вытянутое в длину, чтобы оно могло проникать в нижнюю секцию 28 корпуса 12 на достаточное расстояние, перекрывая и закрывая отверстие 38 в нижней секции 26, когда исполнительное устройство 18 перемещается во второе положение и упирается в передний конец 32. Желательно также, чтобы исполнительное устройство 18 содержало пару диаметрально противоположных защелок, выступающих наружу от заднего конца исполнительного устройства 18. Когда скользящее исполнительное устройство 18 перемещается в сторону своего второго положения, защелки проскальзывают и входят в зацепление с выступом на внутренней стенке нижней секции 26, запирая тем самым исполнительное устройство 18 в его втором положении и препятствуя его удалению из корпуса 12.
Втягивающий механизм 13 поддерживает канюлю 14 и содержит держатель 16 канюли, заглушку 46 держателя канюли и пружину 22. Вслед за установкой исполнительного устройства 18 впереди нижней секции 26 держатель 16 канюли, пружина 22 и заглушка 46 держателя канюли, желательно предварительно собранные, вставляются в нижнюю секцию 26 через отверстие на заднем конце 34 и через полость 36 втягивания. Перед вставлением желательно ввести эластичную заглушку 46 держателя канюли в удерживаемое силами трения зацепление с выточкой внутри секции 58 большего диаметра держателя 16 канюли. Желательно надвинуть пружину 22 на переднюю секцию меньшего диаметра держателя 16 канюли, где она скользит в заднем направлении до упора в кольцевой буртик 52. Собранное устройство затем ориентируется таким образом, чтобы проход 60 для текучей среды был выровнен с отверстием 38 в верхней стенке нижней секции 26 и находился впереди выступа 30 промежуточной зоны. Когда выступающий наружу кончик держателя 16 канюли находится впереди исполнительного устройства 18, пружина 22 упирается в кольцевой буртик внутри переднего отверстия исполнительного устройства 18 и сжимается до состояния, показанного на фиг.2. Исполнительное устройство 18 противостоит усилию со стороны сжатой пружины и предохраняется от перемещения в сторону выхода из корпуса 12 под действием пружины упругими защелками, закрепляющими исполнительное устройство 18 в корпусе 12, как было описано ранее. Такая конфигурация элементов позволяет канюле 14 быть в соединении по текучей среде с трубкой 24, когда текучая среда течет через полую канюлю и держатель 16 канюли в заглушку 46 держателя канюли, через отверстие 60 наверху заглушки 46 держателя канюли, через отверстие 38 наверху корпуса 26 полости втягивания, через отверстие 40 внизу корпуса 28 трубки в сборе и в трубку 24. Подобным образом текучая среда может протекать в обратном направлении и проходить через трубку 24, через выровненные отверстия 40, 38 и 60 и на выход канюли 14. Задняя торцовая заглушка 42 устанавливается в открытом конце нижней секции 26 вслед за установкой канюли 14 и заглушки 46 держателя канюли и удерживается за счет трения внутри заднего конца 34 нижней секции 26.
Хотя канюля 14 может быть неподвижно закреплена в держателе 16 канюли до вставления втягивающего механизма 13 в корпус 12, канюля 14 предпочтительно вставляется в отверстие выступающего кончика держателя 16 канюли после того, как держатель 16 канюли будет установлен внутри корпуса 12. Как показано на фиг.2, отверстие в выступающем наружу конце держателя 16 канюли конусное, что облегчает втягивание и прикрепление канюли 14. Канюля 14 может удерживаться силами трения внутри отверстия в держателе 16 канюли, однако желательно закрепить ее в держателе 16 канюли, используя клей или другое подобное эффективное средство, известное специалистам в данной области техники. Открытый участок скошенного кончика канюли 14 желательно обращать вверх, чтобы облегчить ее ввод в тело пациента. Как показано на фиг.2, открытый задний конец полой канюли 14 выступает через задний конец 58 держателя 16 канюли в открытую переднюю секцию 54 заглушки 46 держателя канюли. Однако должно быть понятно, что канюля 14 должна только входить в держатель 16 канюли на достаточное расстояние, чтобы облегчить надежное зацепление между ними.
Когда устройство 10 собрано, как описано выше, пружина 22 сжатия, или любое другое подобное эффективное средство оказания давления, смещает канюлю 14 и держатель канюли назад. Удерживающая сила трения, приложенная к внутренней поверхности 50 переднего участка меньшего диметра нижней секции 29 со стороны заглушки 46 держателя канюли, должна быть достаточно большой, чтобы противодействовать смещающей силе, приложенной к кольцевому буртику 52 со стороны пружины 22, в сочетании с силой, направленной назад на заглушку 46 держателя канюли через канюлю 14 и держатель 16 канюли во время ввода канюли в тело пациента. В противном случае канюля 14 может втягиваться преждевременно без перемещения исполнительного устройства 18 по отношению к корпусу 12.
После того как процедура вливания или выведения текучей среды будет завершена, пользователь может инициировать втягивание, приложив направленное назад давление к рукоятке 44 и удерживая при этом корпус 12 в неподвижном состоянии, либо крепко охватив рифленый участок его внешней поверхности (видимый на фиг.1), либо нажав вниз на его устанавливаемые по заказу крылья (предпочтительно уже прикрепленные к пациенту). Давление, вручную прикладываемое к рукоятке 44, заставляет исполнительное устройство 18 двигаться в заднем направлении по отношению к корпусу 12. Желательно, чтобы втягивание инициировалось, когда канюля, обычно игла, все еще введена в тело пациента. Когда исполнительное устройство 18 движется назад, держатель 16 канюли и заглушка 46 держателя канюли также принуждаются двигаться назад вследствие контакта между задним концом 64 исполнительного устройства 18 и кольцевым буртиком 52 держателя 16 канюли. На фиг.2 можно увидеть, что задний конец 64 исполнительного устройства 18 упирается в соседний участок обращенного вперед кольцевого буртика 52 держателя 16 канюли, тогда как тыльный конец этой части исполнительного устройства 18, изображенный под пружиной 22, слегка отдален от кольцевого буртика 52. Такое незначительное отдаление приводит к тому, что направленная назад сила, приложенная пользователем к рукоятке 44, концентрируется на одной стороне кольцевого буртика 52, а не распределяется равномерно по окружности, и что, очевидно, уменьшается вручную прикладываемая сила, необходимая для инициации втягивания.
Как показано на фиг.3, в ответ на перемещение в заднем направлении исполнительного устройства 18 заглушка 46 держателя канюли проходит через промежуточную зону (после выступа 30) и попадает в имеющую больший диаметр полость 36 втягивания в нижней секции 26. Когда заглушка 46 держателя канюли перемещается, сила трения между внешней поверхностью 48 заглушки 46 держателя канюли и внутренней стенкой 50 нижней секции 26 уменьшается, и когда заглушка 46 держателя канюли проходит промежуточную зону и входит в полость 36 втягивания, удерживающая сила трения полностью исчезает. В той точке, где удерживающая сила трения значительно снижена за счет сочетания силы от пальца пользователя, приложенной через рукоятку 44 исполнительного устройства 18, и смещающей силы сжатой пружины 22, пружина 22 принуждает держатель 16 канюли и заглушку 46 держателя канюли двигаться назад в полость 36 втягивания, тем самым одновременно заставляя держатель 16 канюли втягивать скошенный кончик канюли 14 в корпус 12. Для специалистов в данной области техники будет очевидно по прочтении этого описания, что исполнительное устройство 18 должно быть достаточно длинным, чтобы его рабочий ход относительно корпуса 12 был достаточным для отведения заглушки 46 держателя канюли за выступ 30.
Как показано на фиг.3, желательно, чтобы вслед за втягиванием заглушка 46 держателя канюли упиралась, или почти упиралась, в заднюю торцевую заглушку 42 нижней секции 26. Желательно, чтобы нижняя секция 26 имела такой размер, при котором канюля 14 сможет полностью находиться внутри нижней секции 26 и не выступать из переднего конца 32. После втягивания верхний край исполнительного устройства 18 блокирует путь потока текучей среды между канюлей 14 и отверстием 38 наверху нижней секции 26. Это препятствует утечке текучей среды через трубку 24, которая все еще подсоединена к верхней секции 28 корпуса 12.
Другой вариант реализации изобретения раскрывается и описывается со ссылками на фиг.4 и 5. На фиг.4 устройство 70 предпочтительно используется как часть аппарата для взятия крови или IV инфузионного комплекта. Устройство 70 содержит по существу прямоугольный корпус, имеющий переднюю стенку 72 с выступающим вперед конусным носиком 74; заднюю стенку 92 с открытой щелью 88; боковую стенку 98; и взаимодействующие, по существу плоские нижнюю стенку 104 и соответствующую верхнюю стенку (не просматривается на виде в разрезе), которые объединяют стенки 72, 92 и 98. Края нижней стенки 104 и соответствующей верхней стенки (не видны), которые противолежат боковой стенке 98, не видны на фиг.4, но продолжаются между передней стенкой 72 и задней стенкой 92 до точки, немного выходящей за сторону щели 88, которая наиболее удалена от стенки 98. Дорожка 94 скольжения, видимая позади передней стенки 72, предпочтительно формуется заодно с передней стенкой 72.
Как показано и описано, корпус устройства 70 определяет структуру, в которую вставляются втягивающий механизм 76 и исполнительное устройство 96. Втягивающий механизм 76, как правило, дополнительно содержит держатель 78 канюли, имеющий головку 80 большего диаметра, и смещающий элемент, прикладывающий направленную назад силу к держателю 78 канюли. Предпочтительным смещающим элементом является нажимная пружина 86. Втягивающий механизм 76 вставляется в переднюю стенку 72, носик 74 и дорожку 94 скольжения в корпусе сзади, предпочтительно до установки канюли 84 и исполнительного устройства 96. Спиральная пружина надвигается на выступающий вперед конец держателя 78 канюли, и затем держатель 78 канюли вставляется в носик 74 до тех пор, пока обращенный вперед конец пружины 86 не упрется в кольцевой буртик внутри переднего отверстия носика 74, которое окружает держатель 78 канюли. Когда пружина 86 сжата, участок кольцевого буртика 82 на обращенной вперед поверхности головки 80 упирается в обращенную назад поверхность передней стенки 72, которая прилегает к отверстию, проходящему через носик 74. Пока втягивающий механизм 76 удерживается на месте (например, временным зажиманием участка держателя 78 канюли, выступающего из носика 74), желательно вставить исполнительное устройство 96 в дорожку 94 скольжения со стороны корпуса, противоположной стенке 98, и продвинуть его в боковом направлении в положение, показанное на фиг.4, в котором уплотняющий элемент 95 создает герметичное водонепроницаемое уплотнение, позволяющее обеспечить поток текучей среды через головку 80 держателя 78 канюли в путь потока текучей среды 100 исполнительного устройства 96.
Предпочтительно исполнительное устройство 96 является продолговатой, по существу прямоугольной деталью, изготовленной с расчетом скользящего зацепления по меньшей мере с одной направляющей, или дорожкой 94 скольжения, внутри корпуса для обеспечения бокового перемещения исполнительного устройства внутри корпуса. Внутренность исполнительного устройства 96 предпочтительно содержит прямолинейный путь потока текучей среды 100, образуемый секциями 106, 108 стенок, и полость 102 втягивания, которая смещена от канюли 84, пока исполнительное устройство находится в положении использования. Эластичный уплотняющий элемент 95, предпочтительно являющийся эластомерным уплотнительным кольцом или другим подобным эффективным уплотняющим элементом, устанавливается в выточке у переднего конца пути потока текучей среды 100 через исполнительное устройство 96, где он может обеспечить уплотняющее сцепление с обращенной назад поверхностью увеличенной в размере головки 80 держателя 78 канюли. Должно быть очевидно, что эластичный уплотняющий элемент 95 устраняет утечку текучей среды, втекающей или вытекающей из пути потока текучей среды 100.
Когда исполнительное устройство 96 располагается, как показано на фиг.4, пружина 86 удерживается в сжатом состоянии и постоянно смещает держатель 78 в заднем направлении до тех пор, пока исполнительное устройство 96 не будет избирательно переведено в другое положение вслед за использованием устройства 70. После того как втягивающий механизм 76 и исполнительное устройство 96 будут установлены внутрь корпуса, задний конец канюли 84 может быть вставлен в осевой канал держателя 78 канюли и приклеен или закреплен по месту другим образом. Хотя это не показано, закрепляемый за счет трения съемный защитный колпачок надвигается на канюлю 84 после ее вставления в держатель 78 канюли.
Перед использованием устройство 70 предпочтительно подсоединяется к источнику текучей среды или приемнику текучей среды посредством гибкого трубного сегмента 90, который вставляется или другим образом прикрепляется к трубному соединителю 103 через щель 88 обычным образом. Когда исполнительное устройство 96 располагается так, как показано на фиг.4, по существу линейный путь потока текучей среды образуется между канюлей 84 и трубным сегментом 90. Трубный соединитель 103 может быть участком отверстия внутри исполнительного устройства 98, который слегка скошен, чтобы принять и закрепить за счет трения свободный конец трубного сегмента 90, или же может быть выполнен с возможностью прикрепления трубного сегмента другим известным средством, таким, например, как люеровские разъемы, резьбовые соединители, зажимы, клейкие материалы, и т.п. Трубный сегмент 90 является предпочтительно гибкой полимерной трубкой любой длины и из любого материала, которые подходят для целевого использования. При выполнении согласно фиг.4 устройство 70 может быть использовано для передачи текучих сред от внешнего источника с целью выпуска их через канюлю, или же текучая среда может извлекаться или вытягиваться из внешнего источника через канюлю и затем выпускаться из конца трубного сегмента 90, противоположного трубному разъему 103.
После использования инициируется втягивание путем перемещения исполнительного устройства 96 из его рабочего положения в отведенное положение за счет ручного приложения силы к исполнительному устройству 96 в направлении, которое является по существу перпендикулярным к продольной оси через канюлю 84 и держатель 78 канюли. Как следует из фиг.5, когда исполнительное устройство перемещается вбок в сторону стенки 98, путь потока текучей среды 100 через исполнительное устройство 96 смещается в боковом направлении в положение, в котором оно не находится больше напротив головки 80 держателя 78 канюли. Одновременно на головку 80 воздействует смещающая сила сжатой пружины 86, толкающая держатель 78 канюли в полость 102 втягивания в исполнительном устройстве 96, тем самым втягивая канюлю 84 внутрь корпуса. Должно быть очевидно, что для достижения этого результата расстояние между задней стенкой 92 и передним кончиком носика 74 должно быть достаточно велико, чтобы ввести заостренный конец канюли 84 по меньшей мере в носик 74. Кроме того, желательно иметь длину несжатой пружины 86 такой, чтобы головка 80 удерживалась на достаточном расстоянии от переднего отверстия в носике 74, с тем чтобы кончик канюли 84 снова не выступал спереди устройства 70 после ее втягивания, особенно если устройство 70 поворачивается в вертикальное положение с направленной вниз канюлей.
Другой вариант реализации изобретения, в котором исполнительное устройство перемещается по дуге относительно корпуса, чтобы инициировать втягивание, описан со ссылками на фиг.6-10. Рассмотрим сначала медицинское устройство 110, представленное на фиг.6-8, которое содержит корпус 112, исполнительное устройство 114, втягивающий механизм 118 и выступающую вперед канюлю, обычно иглу 122. Корпус 112 дополнительно содержит полую деталь, имеющую по существу плоские верхнюю и нижнюю поверхности, наклонную нажимную планку 134, выступающее вперед открытое горлышко 136, открытые боковую и заднюю секции, включающие в себя упор 140 исполнительного устройства, секцию 168 стенки с вырезом и выровненные друг относительно друга противоположные отверстия 126 для шарнирного прикрепления исполнительного устройства 114 к корпусу 112.
Исполнительное устройство 114 предпочтительно содержит контактную поверхность 132 исполнительного устройства, контактную поверхность 166, установочную направляющую 138, выступающие наружу установочные бобышки 128, входящие в сопрягаемое зацепление с отверстиями 126 в корпусе 112, и отверстие 130 под трубку. Втягивающий механизм 118 предпочтительно содержит держатель иглы, имеющий выступающий вперед участок 106 малого диаметра и головку 108 большего диаметра, расположенную позади участка 106 малого диаметра. Нажимная пружина 116 выполнена с возможностью скольжения поверх участка 106 малого диаметра и упирания в обращенную вперед кольцевую поверхность головки 108. Уплотняющий элемент, предпочтительно уплотнительное кольцо 120, дополнительно описывается ниже.
На фиг.9 втягивающий механизм вставлен в горлышко 136 корпуса 112 сзади, при этом участок 106 малого диаметра на держателе иглы выступает вперед через переднее отверстие. Пружина 116 надвинута по скользящей посадке на участок 106 малого диаметра, и передний конец пружины 116 упирается в кольцевой буртик рядом с передним отверстием в горлышке 136. Другой конец пружины 116 упирается в кольцевой буртик головки 108. Пружина 116 сжата и удерживается в положении, предшествующем втягиванию, противоположно направленной силой, приложенной к головке 108 исполнительным устройством 114. Исполнительное устройство 114 находится в своем рабочем положении по отношению к корпусу 112, при котором установочные бобышки 128 вставлены с возможностью поворота в отверстия 126, а контактная поверхность 166 упирается во внутреннюю поверхность корпуса 112 рядом с имеющей вырез секцией 168 стенки. Исполнительное устройство 114 содержит путь потока текучей среды 154, огражденный стенками 150, 152, и полость 164 втягивания. Пространство 124 в корпусе 112 обеспечено для приема участка исполнительного устройства 114, когда он перемещается, чтобы перекрыть поток текучей среды и начать втягивание.
При нахождении исполнительного устройства в этом положении путь потока текучей среды 154 через исполнительное устройство 114 входит в соединение по текучей среде с осевым каналом 144 через держатель иглы и с внутренним каналом иглы 122. Уплотняющий элемент 120, установленный в выточке 148, желательно обеспечивает герметичное сцепление между передним концом стенок 150, 152 и головкой 108 держателя иглы. Такому герметичному сцеплению способствует кольцевой буртик 146 головки 108. Трубный соединитель 156 желательно содержит скошенные наружу стенки 142 на заднем конце пути потока текучей среды 154 и выполнен с возможностью приема и вхождения в зацепление с концом трубного сегмента 162 (показанного пунктирной линией). Выступающая бобышка 158 корпуса 112, расположенная по соседству с обращенным вперед концом полости 164 втягивания, обеспечена для предотвращения случайного перемещения исполнительного устройства 114 из положения, предшествующего втягиванию, в положение втягивания. На практике желательно, чтобы расстояние между бобышкой 158 и наружной поверхностью 160 исполнительного устройства 114 было бы меньше, чем показанное в иллюстративных целях на фиг.9.
После завершения передачи текучей среды через устройство 110 в любом направлении в желаемых пределах поток текучей среды легко прерывается перемещением исполнительного устройства 114 относительно корпуса 112 путем приложения давления к контактной поверхности 132 исполнительного устройства, что вызывает поворот исполнительного устройства 114 в направлении, указанном стрелкой 160. Хотя требуется приложить вручную некоторое давление для преодоления сопротивления при переходе нажимающей поверхности 160 через бобышку 158 и смещения уплотняющего элемента относительно головки 108, желательно, чтобы требуемое усилие было таким, чтобы оно могло с легкостью создаваться взрослым пользователем. И снова отметим, что эластичный уплотняющий элемент устраняет утечку текучей среды, входящей или выходящей из пути потока текучей среды 154.
После перемещения исполнительного устройства 114 относительно корпуса 112, как показано на фиг.10, поток текучей среды между иглой 122 и трубным сегментом 162 заблокирован, путь потока текучей среды 154 смещен относительно отверстия через горлышко 136 и канала 144 через головку 108. Более того, как только стенка 150 отойдет от головки 108, полость 164 втягивания поворачивается и выравнивается по оси с отверстием через горлышко 136, а смещающая сила сжатой пружины 116 вталкивает держатель иглы в полость втягивания, одновременно отводя кончик иглы 122 от пациента в корпус 112 для исключения случайных уколов иглой и предотвращения повторного использования устройства 110.
Другой вариант реализации изобретения описан со ссылками на фиг.11-16. Этот вариант реализации особенно предпочтителен для использования при заборе текучих сред, содержащих газы, такие как газы артериальной крови, подлежащие последующему анализу, и также содержит исполнительное устройство, которое перемещается по дуге относительно корпуса, чтобы инициировать втягивание. Рассмотрим сначала фиг.11-14, на которых представлено медицинское устройство 200, которое содержит корпус 226, исполнительное устройство 204, держатель 220 иглы, пружину 222, герметичный уплотняющий элемент 218 и выступающую вперед иглу 224. Корпус 226 дополнительно содержит полую деталь, имеющую по существу плоские верхнюю и нижнюю поверхности 202, противоположные друг другу и совместно образующие рукоятки (захваты) с рифлеными захватными поверхностями 206, выступающее вперед конусное горлышко 238 с отверстием 228, открытые боковые и заднюю стороны, и выровненные друг относительно друга противоположные отверстия 230 для шарнирного прикрепления исполнительного устройства 204 к корпусу 226. Желательно обеспечить защитный колпачок 232 для защиты иглы 224 до использования, который должен быть снят с иглы перед использованием.
Исполнительное устройство 204 предпочтительно содержит контактную поверхность 234 исполнительного устройства, выступающие наружу установочные бобышки 212, вставляемые и входящие в зацепление с отверстиями 230 в корпусе 204, полость 216 втягивания, выточку 214 вокруг отверстия в пути потока текучей среды и трубный соединитель 208, который выступает назад из корпуса 226. Как показано на фиг.13 и 14, трубный соединитель 208 дополнительно содержит половину люеровского разъема 236 для облегчения присоединения устройства 200 к другому источнику или приемнику текучей среды в зависимости от целевого использования.
На фиг.15-16 втягивающий механизм установлен путем вставления его в осевой канал 250 через горлышко 238 корпуса сзади, при этом участок 221 малого диаметра держателя 220 иглы выступает вперед через переднее отверстие 228. Пружина 222 надвигается по скользящей посадке на участок 221 малого диаметра, а передний конец пружины 222 упирается в кольцевой буртик 252 вблизи от переднего отверстия 228 горлышка 238. Другой конец пружины 222 упирается в кольцевой буртик головки 223 большего диаметра на держателе 220 иглы. Пружина 222 сжата и удерживается в предшествующем сжатию состоянии противодействующей силой, приложенной к головке 223 исполнительным устройством 204. Исполнительное устройство 204 находится в своем рабочем положении по отношению к корпусу 228 с вставленными в отверстия 230 (фиг.12) установочными бобышками 212, обеспечивающими возможность его поворота, и с контактной поверхностью 234 исполнительного устройства, упирающейся во внутреннюю поверхность корпуса 226, которая находится под ближайшей соседней рифленой захватной поверхностью 206. Исполнительное устройство 204 содержит путь потока текучей среды 242 и полость 216 втягивания. Пространство 244 в корпусе 226 обеспечено для приема исполнительного устройства 204, когда оно перемещается, чтобы перекрыть поток текучей среды и начать втягивание.
При нахождении исполнительного устройства 204 в положении, показанном на фиг.15, путь потока текучей среды 242 через исполнительное устройство 204 вступает в соединение по текучей среде с осевым каналом 225 через держатель иглы и с осевым каналом 258 внутри иглы 224. Герметичный уплотняющий элемент 246, установленный в выточке 214, обеспечивает желаемое герметичное сцепление между передним концом пути потока текучей среды 242 и головкой 223 держателя иглы. Трубный соединитель 208 желательно содержит ступенчатое отверстие 240, обеспечивающее соединение по текучей среде с путем потока текучей среды 242. Выступающая бобышка 235 в корпусе 226, расположенная по соседству с обращенным вперед концом полости 216 втягивания, обеспечена для предохранения исполнительного устройства от случайного перемещения из позиции, предшествующей втягиванию, в позицию втягивания, показанную на фиг.16.
Как показано на фиг.16, после завершения передачи текучей среды через устройство 200 в любом направлении в желаемых пределах поток текучей среды легко прерывается перемещением исполнительного устройства относительно корпуса 226 за счет приложения давления к контактной поверхности 234 исполнительного устройства, что заставляет исполнительное устройство поворачиваться в направлении, указанном стрелкой 260. Хотя требуется вручную приложить некоторое давление для преодоления сопротивления при переходе нажимающей поверхности 237 (фиг.15) через бобышку 235 и отведения уплотняющего элемента 246 от головки 223, желательно, чтобы требуемое усилие имело величину, которая без проблем может быть обеспечена взрослым пользователем. После того как исполнительное устройство переместится относительно корпуса 112, как показано на фиг.16, поток текучей среды между иглой 224 и трубным соединителем 208 блокируется, путь потока текучей среды 224 смещается от отверстия через каналы 248, 250. Более того, как только полость 164 втягивания поворачивается, выравниваясь по оси с каналами 248, 250, смещающая сила сжатой пружины толкает держатель 221, 223 иглы в полость втягивания, одновременно отводя кончик иглы 224 от пациента в корпус 226, чтобы исключить случайное укалывание иглой и предохранить от повторного использования.
Другой вариант реализации изобретения описывается со ссылками на фиг.17-20. Этот вариант реализации, который особенно предпочтителен для использования при выведении, сборе и вливании текучих сред, также содержит исполнительное устройство, которое перемещается поворотно, наиболее предпочтительно дугообразно, по отношению к корпусу, чтобы инициировать втягивание. Обратимся сначала к фиг.17-18, на которых представлено медицинское устройство 300, которое содержит корпус 304, исполнительное устройство 316, держатель 312 иглы, пружину 310, уплотняющий элемент 314 и выступающую вперед иглу 308. Корпус 304 дополнительно содержит полую деталь, имеющую по существу плоские верхнюю и нижнюю поверхности, противоположные друг другу и совместно образующие рукоятку с рифлеными захватными поверхностями 340, выступающее вперед конусное горлышко 306 с отверстием, открытые боковые и заднюю стороны и соосные противолежащие отверстия 324 для обеспечивающего возможность поворота прикрепления исполнительного устройства 316 к корпусу 304. Желательно надевать защитный колпачок 302 для защиты иглы 308 до использования, который должен быть снят с иглы перед использованием.
Как показано на фиг.18 и 19, в этом варианте реализации изобретения обеспечен внешний соединитель 322, который прикрепляется к путю потока текучей среды 328 через исполнительное устройство 316 посредством трубного сегмента 318, имеющего длину, подходящую для прикрепления другого устройства (не показано), которое является либо источником, либо приемником текучих сред, подлежащих вливанию или выведению из тела пациента. На фиг.19 трубный элемент 318 (который может иметь длину, например, от одного до 4 футов (от 30 до 120 сантиметров) или более) предпочтительно вставляется в заднюю часть исполнительного устройства 316 и приклеивается, приваривается, зажимается или закрепляется по месту другим образом, чтобы установить соединение по текучей среде с путем потока текучей среды 328, и подобным же образом прикрепляется к соединителю 322 через отверстие в носике 320, тем самым обеспечивая соединение по текучей среде со ступенчатым осевым отверстием 322, проходящим через соединитель 322. Желательно обеспечить разъем 334 сзади соединителя 322, наиболее предпочтительно половину стандартного люеровского разъема, для облегчения прикрепления к другому устройству, как правило, к источнику или приемнику текучей среды. Конец трубного сегмента, вставленный в носик 320 соединителя 322, также предпочтительно прикрепляется, используя клейкое вещество или любое другое подходящее общепринятое средство. Соединитель 322 может быть также по заказу снабжен противоположно направленными стабилизационными крыльями 336, если это желательно для использования при прикреплении соединителя 322 к другой поверхности или предмету.
До установки исполнительного устройства 316 внутри корпуса 304 втягивающий механизм, содержащий держатель 312 иглы и пружину 310, предпочтительно устанавливается путем вставления его в горлышко 306 корпуса 307 сзади, как было ранее описано применительно к варианту реализации на фиг.11-17, при этом участок меньшего диаметра держателя 312 иглы выступает вперед через переднее отверстие в горлышке 306. Пружина 310 сжата во время установки и удерживается в предшествующем втягиванию положении противодействующей силой, приложенной к головке держателя 312 иглы исполнительным устройством 316. На фиг.19 исполнительное устройство 316 находится в своем рабочем положении внутри корпуса 304, как было ранее описано применительно к исполнительному устройству 204 по отношению к корпусу 226 на фиг.15. Исполнительное устройство 316 содержит путь потока текучей среды 328 и полость 330 втягивания. Пространство 326 в корпусе 304 обеспечено для приема участка исполнительного устройства 316, когда оно перемещается, чтобы перекрыть поток текучей среды и начать втягивание.
При нахождении исполнительного устройства 316 в положении, показанном на фиг.19, путь потока текучей среды 328 через исполнительное устройство 316 находится в соединении по текучей среде с осевым каналом через держатель 312 иглы и с осевым каналом 258 внутри иглы 308. Эластомерный уплотняющий элемент 314 желательно обеспечивает герметичное сцепление между передним концом пути потока текучей среды 328 и головкой держателя 312 иглы. Задний участок пути потока текучей среды 328 желательно содержит конусообразные стенки для приема и зацепления конуса трубного сегмента 318, как было описано выше. Выступающая бобышка, как было ранее описано применительно к бобышке 235 в корпусе 226 на фиг.15, желательно располагается по соседству с обращенным вперед концом полости 330 втягивания, чтобы предохранить исполнительное устройство 316 от случайного перемещения из предшествующего втягиванию положения на фиг.19 в положение втягивания на фиг.20.
Как показано на фиг.20, после завершения передачи текучей среды через устройство 300 в любом направлении в желаемых пределах поток текучей среды легко прерывается перемещением исполнительного устройства 316 относительно корпуса 304 за счет приложения давления к контактной поверхности исполнительного устройства, как показано стрелкой 338, что заставляет исполнительное устройство 316 поворачиваться в направлении, указанном стрелкой 338. После того как исполнительное устройство переместится по отношению к корпусу 304, как показано на фиг.20, поток текучей среды между иглой 308 и трубным соединителем 322 блокируется, а путь потока текучей среды 328 смещается от отверстия через горлышко 306. Более того, как только полость 330 втягивания повернется, установившись соосно с отверстием через горлышко 306 корпуса 304, смещающая сила сжатой пружины 308 вталкивает держатель 312 иглы в полость 330 втягивания, одновременно отводя кончик иглы 308 от пациента в корпус 304, чтобы исключить случайное укалывание иглой и предотвратить повторное использование, тем самым уменьшая потенциальную сопутствующую возможность распространения порожденных текучей средой болезнетворных микроорганизмов на других людей.
Как раскрыто здесь, все корпуса, исполнительные устройства, держатели канюлей, защитные колпачки, торцевые заглушки и трубные соединители могут быть изготовлены из любого подходящего материала, такого, например, как пластмасса, металл, керамика, стекло, и т.п. Для медицинских применений, таких как внутривенное вливание и взятие крови, предпочтительно использование прессованного полипропилена. Аналогичным образом, в зависимости от целевого использования или применения, канюли, подходящие для использования согласно изобретению, могут изготавливаться из металла, пластмассы или керамических материалов, при этом предпочтение отдается металлу. Эластичные части, используемые в качестве уплотняющих элементов или заглушек держателей канюли, желательно изготавливать из резины, других эластомерных полимеров или из модифицированной каучуком пластмассы.
При использовании устройств, описанных со ссылками на фиг.1-5, и предположении, что корпус удерживается в неподвижном состоянии во время втягивания, трубный сегмент, подсоединенный к задней стороне устройства, не движется по оси, в сторону или направленно, когда исполнительное устройство перемещается для прерывания потока текучей среды и втягивания канюли в корпус. При использовании устройств согласно фиг.6-20, в которых поток прерван и канюля втянута дугообразным перемещением исполнительного устройства, когда оно поворачивается относительно корпуса, осевое, боковое и направленное перемещения прикрепленного трубного сегмента незначительны по сравнению с расстоянием перемещения, которое ассоциировалось прежде с использованием обычных устройств.
Другие изменения и модификации изобретения будут таким же образом очевидны для специалистов в данной области техники по прочтении данного описания, и надо понимать, что объем описанного здесь изобретения будет ограничиваться только самой широкой интерпретацией прилагаемых пунктов формулы изобретения, на которые изобретатели имеют законные права.