РЕГУЛЯТОР РАСХОДА
FLOW RESTRICTOR

Изобретение относится к устройству для управления расходом жидкости в гибкой трубке, в частности к устройству для управления расходом жидкой энтеральной питательной композиции, вводимой пациенту через трубку.
Некоторые пациенты вследствие различных болезней, травм и осложнений могут быть лишены способности принимать необходимую пищу через рот. Как известно, такие пациенты обеспечиваются клиническим питанием как энтерально, так и парентерально. В качестве традиционных средств обеспечения пациентов питанием энтерально используется питательная трубка, одним концом подсоединенная к источнику жидкого питания и другим концом подсоединенная к назогастральному питательному зонду или к чрескожной эндоскопической гастростомической трубке.
Очевидно, возникает необходимость регулирования расхода проходящей через трубку и поступающей к пациенту энтеральной композиции. В одном предельном случае - при свободном потоке проходящей через трубку энтеральной композиции пациент может вполне буквально утонуть в жидкости, а в другом предельном случае - при слишком малой скорости потока энтеральной композиции пациент может не получить достаточного количества питательной композиции. С учетом свойств композиции и индивидуальных потребностей пациента обычно необходимо вводить композицию с определенным расходом жидкости, который находится между этими двумя предельными значениями расхода. Обычно расход жидкой композиции составляет от 100 до 300 мл/час, хотя иногда возникает необходимость в расходах до 50 мл/час.
Питательная композиция может вводиться при помощи насоса или под действием силы тяжести. При использовании насоса расход композиции может быть точно задан, и сестринский персонал может быть уверен, что установленный требуемый расход будет поддерживаться до тех пор, пока все питание не поступит к пациенту. Однако при использовании насоса существенно повышаются затраты, и поэтому насосы используются только тогда, когда это абсолютно необходимо, например, для композиций с очень высокой вязкостью, для которой в противном случае не достигаются приемлемые расходы, или когда клинически необходимо точно задать расход.
Однако даже для питания, которое может вводиться под действием силы тяжести, обычно также необходимо регулировать расход. Для управления расходом при отсутствии насоса питательная трубка обычно снабжается роликовым зажимом. Известно много различных конструкций роликовых зажимов, например, из документов US 3984081, US 4919389 и DE 19621910 A1. Эти устройства по существу содержат удлиненный корпус, охватывающий питательную трубку, и элемент круглого сечения, установленный в корпусе с возможностью перемещения вдоль корпуса, вследствие чего криволинейная поверхность элемента круглого сечения сжимает трубку до требуемой степени. При этом уменьшается площадь проходного сечения трубки и, таким образом, снижается расход композиции.
Питательные трубки обычно изготавливаются из мягких пластических материалов, например из поливинилхлорида. Трубки в несжатом состоянии обычно имеют круглое сечение с внутренним диаметром, как правило, около 3-4,5 мм. При сжатии роликовым зажимом полость трубки сужается, обычно принимая в сечении почкообразную форму. Площадь проходного сечения трубки уменьшается до необходимой степени, однако со временем пластический материал, из которого изготовлена трубка, начинает деформироваться, и наблюдается его пластическая деформация в этих областях под действием высоких напряжений. Другими словами, материал трубки «ползет» вокруг точки, в которой происходит сужение под действием роликового зажима, и трубка в сечении обычно принимает U-образную форму. В результате со временем уменьшается площадь проходного сечения и, таким образом, снижается расход композиции, несмотря на то, что в первоначальную установку роликового зажима не вносились изменения. Более того, некоторые размеры полости трубки достигают значений около 0,5 мм, которые имеют тот же порядок величины, что и размеры компонентов композиции, как например, пищевая клетчатка, которая часто содержится в пищевых композициях. Следует отметить, что это приводит к риску нуклеации таких частиц и, в конечном счете, происходит полное закупоривание трубки в этой точке сужения.
Обычно при применении пищи, содержащей волокна и другие большие частицы, такое закупоривание трубки может происходить около одного раза в час. Каждый раз при закупоривании трубки медицинская сестра должна открыть роликовый зажим, устранить засор и затем вновь установить роликовый зажим, что приводит к значительным затратам времени, а также к неудобствам как для пациента, так и для медицинской сестры.
Таким образом, существует необходимость в создании альтернативной конструкции регулятора расхода, не имеющего указанных недостатков.
Раскрытие изобретения
Было обнаружено, что при сжатии питательной трубки противолежащими в основном параллельными поверхностями, каждая из которых вытянута в направлении потока, трубка может быть сжата так, что проблемы пластической деформации становятся минимальными, и может быть достигнут стабильный на протяжении многих часов расход композиции. При этом появляется возможность достижения расходов до 50 мл/час с минимальным риском закупорки трубки.
В соответствии с настоящим изобретением в устройстве для регулирования расхода жидкости в гибкой трубке, содержащем две противолежащие поверхности, между которыми в процессе использования помещена трубка, указанные поверхности вытянуты в направлении потока жидкости в трубке и расположены одна параллельно другой или так, что в процессе использования угол между поверхностями не превышает 40°, и имеются средства изменения расстояния между указанными поверхностями для обеспечения требуемой степени сжатия трубки между указанными поверхностями.
Кроме того, изобретение относится к набору для энтерального питания, содержащему гибкую трубку и устройство для регулирования расхода жидкости в трубке, при этом устройство содержит две противолежащие поверхности, между которыми расположена трубка, причем указанные поверхности вытянуты в направлении потока жидкости в трубке и расположены параллельно друг другу или так, что в процессе использования угол между поверхностями не превышает 40°, а также содержит средства изменения расстояния между указанными поверхностями для обеспечения требуемой степени сжатия трубки между поверхностями.
Не вдаваясь в тонкости теории, изобретатели полагают, что при применении устройства с геометрией согласно изобретению жидкость подходит к сжатому указанным устройством участку трубки с равномерно уменьшающимся сечением и проходит по нему, при этом вследствие трения происходит замедление скорости потока жидкости. Иначе говоря, в противоположность тому, что происходит при использовании описанного выше традиционного роликового зажима, при использовании устройства согласно изобретению жидкость не встречается с какими-либо острыми углами, которые могут действовать как участки нуклеации для частиц или волокон при достижении и прохождении жидкостью сжатого устройством участка трубки.
Предпочтительно длина поверхностей, контактирующих с трубкой в процессе использования, в по меньшей мере пять раз превышает внутренний диаметр трубки.
Предпочтительно трубка содержит участок, изготовленный из высокоэластичного материала с низкими вязкоупругими свойствами, например из силикона или из его заменителя - синтетического силикона, при этом указанный участок питательной трубки расположен внутри используемого регулятора расхода.
Если противолежащие поверхности не параллельны, угол между ними в процессе использования устройства предпочтительно не превышает 35°, а предпочтительнее - 26°.
Предпочтительно противолежащие поверхности выполнены по существу плоскими.
Краткое описание чертежей
Ниже приведено детальное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения со ссылкой на чертежи.
На фиг.1 и 2 показан регулятор расхода согласно первому варианту осуществления изобретения, виды в перспективе и в поперечном сечении, соответственно;
на фиг.3 и 4 - регулятор расхода согласно второму варианту осуществления изобретения, виды в перспективе и в поперечном сечении, соответственно.
Осуществление изобретения
В дальнейшем описании и формуле изобретения используются следующие термины и определения:
«вытянутая в направлении потока жидкости в трубке» - относится к поверхности устройства, простирающейся в направлении потока жидкости в трубке, размер которой превышает поперечный относительно потока жидкости размер устройства;
«по существу плоские» - относится к участкам противолежащих поверхностей устройства, которые в процессе использования устройства контактируют с трубкой и являются плоскими, но не исключается наличие незначительных отклонений или наличие, например, канала с радиусом кривизны того же самого порядка величины, что и радиус трубки, применяемого в качестве направляющей для трубки;
«угол между поверхностями» - относится к углу между противолежащими поверхностями при использовании устройства, когда противолежащие поверхности устройства не параллельны.
Как отмечено выше, предпочтительно длина противолежащих поверхностей, контактирующих с трубкой, при использовании устройства в по меньшей мере пять раз превышает внутренний диаметр трубки. Трубки, используемые для энтерального питания, как правило, имеют диаметр от 3 до 4,5 мм, поэтому длина противолежащих плоских поверхностей, контактирующих с трубкой при использовании устройства, предпочтительно составляет по меньшей мере 15 мм, предпочтительнее 25 мм, а наиболее предпочтительно от 40 до 45 мм.
Для уменьшения риска закупоривания трубки в процессе использования трубка предпочтительно содержит по меньшей мере один участок из эластичного материала, например силикона или его заменителя - синтетического силикона, например, из материала DINCH, не содержащего диэтилгексилфталат и поставляемого фирмой Action Technology. При использовании этот участок трубки помещается внутрь регулятора расхода.
В первом варианте осуществления изобретения противолежащие поверхности устройства шарнирно соединены вдоль одного длинного ребра, а средства для изменения расстояния между ними содержат болт, закрепленный на другом длинном ребре одной из поверхностей и выполненный с возможностью прохода через отверстие в противоположном длинном ребре другой поверхности, и гайку, которая может наворачиваться на болт, изменяя расстояние между поверхностями.
Альтернативно в каждой из противолежащих поверхностей может быть выполнено отверстие в длинном ребре напротив шарнира, а средства для изменения расстояния между поверхностями могут содержать двухстороннюю шпильку с резьбой, снабженную неподвижной гайкой между резьбами, при этом концы шпильки с резьбой могут входить в указанные отверстия, и шпилька может вращаться посредством неподвижной гайки для изменения расстояния между поверхностями.
В другом варианте осуществления изобретения устройство содержит цилиндрический корпус с полостью прямоугольного сечения, проходящей вдоль корпуса, причем в продольном сечении полость увеличивается линейно от одного конца к другому и содержит вставку прямоугольного поперечного сечения, аналогичного поперечному сечению полости и увеличивающегося линейно от одного конца к другому, при этом вставка в продольном сечении имеет треугольную форму. Вставка выполнена с возможностью размещения в полости, вследствие чего поверхность полости и параллельная ей поверхность вставки образуют указанные противолежащие поверхности. Средства для изменения расстояния между противолежащими поверхностями содержат втулку, на которой установлена вставка с возможностью расположения в полости и перемещения вдоль нее при перемещении втулки.
Предпочтительно в этом случае на конце корпуса, используемого для введения вставки в полость, имеется резьба, а втулка снабжена аналогичной резьбой, вследствие чего она может вращаться относительно корпуса, при этом установленная на втулке вставка может перемещаться вдоль полости при зацеплении втулки с резьбой и вращении втулки по резьбе относительно корпуса.
Как показано на фиг.1 и 2, регулятор 10 расхода согласно первому варианту осуществления изобретения содержит две противолежащие по существу плоские поверхности 11 и 12 с изменяющимся углом α между ними. Поверхности 11 и 12 соединены вдоль одного ребра посредством шарнира 13, а противоположные ребра соединены посредством установочного винта 14 с резьбой на двух концах, снабженного регулирующими средствами 15. Винт 14 расположен в резьбовых отверстиях, выполненных в каждой из поверхностей 11 и 12, так что регулирующие средства 15 могут вращаться для изменения угла между поверхностями при перемещении поверхностей 11 и 12 друг к другу или друг от друга. Поверхности 11 и 12 снабжены направляющими 16, в которые помещена питательная трубка 17. Регулятор расхода также содержит на одном конце эргономично спроектированный вогнутый участок 18 для захвата рукой, чтобы помочь медицинской сестре или другому лицу, осуществляющему уход, эффективно обращаться с регулятором расхода.
Для использования регулятор расхода предварительно устанавливается на трубке. Медицинская сестра или другое осуществляющее уход лицо соединяет трубку с источником питания, которое должно вводиться, и проверяет расход, считая количество капель, проходящих через капельницу на трубке за заданное время. Расход регулируется до требуемого значения путем поворота регулирующих средств 15 для увеличения или уменьшения степени сжатия трубки. В положении, показанном на фиг.2, регулирующие средства повернуты так, что поверхности 11 и 12 охватывают трубку 17 без ее сжатия, и угол α составляет 26° для трубки с внутренним диаметром 3 мм.
Следует отметить, что регулятор расхода может закрываться до положения, при котором полностью прекращается поток композиции через трубку, что может быть удобным, например, когда осуществляющему уход лицу необходимо произвести замену вводимого питания. В этом случае угол α будет составлять 9° для трубки с внутренним диаметром 3 мм.
В разновидности этого варианта осуществления изобретения (не показано) средства для изменения угла между противолежащими плоскими поверхностями могут содержать установочный винт с резьбой на одном конце, смонтированный на свободном длинном ребре одной поверхности с возможностью прохода через отверстие в длинном ребре противолежащей поверхности, и гайку, которая может завинчиваться и отвинчиваться на свободном конце установочного винта для изменения расстояния между поверхностями.
Регулятор 20 расхода согласно второму варианту осуществления изобретения, показанному на фиг.3 и 4, имеет по существу цилиндрический корпус 21 с резьбой 23 на одном конце 22. В корпусе выполнена полость 24 с изменяющимся прямоугольным поперечным сечением вдоль корпуса. В продольном сечении верхняя стенка и основание этой полости образуют постоянный угол по длине полости, причем расстояние между верхней стенкой и основанием является наибольшим на конце 22 и наименьшим на другом конце 25. В корпусе 21 расположен продольно пролегающий направляющий канал (не показан), открывающий полость 24 наружу.
В полости 24 цилиндрического корпуса 21 подвижно установлена вставка 30 прямоугольного поперечного сечения, которая изменяется линейно от одного конца к другому, аналогично изменению сечения полости. Вставка содержит две противолежащие поверхности, расположенные так, что угол между ними равен углу между верхней стенкой и основанием полости 24. На конце вставки, имеющем большее сечение, имеется шейка, которая выступает из направляющего канала и заканчивается выступом 27. На каждом конце полости 24 расположены упоры (не показаны) для удержания вставки 30 в цилиндрическом корпусе 21. Очевидно, что верхняя стенка полости 24 и верхняя поверхность вставки образуют параллельные поверхности, расстояние между которыми может увеличиваться или уменьшаться при перемещении вставки в полости.
Как и в варианте осуществления изобретения, показанном на фиг.1 и 2, регулятор расхода согласно второму варианту осуществления изобретения используется уже собранным на трубке 26 (фиг.3) с вставкой 30, удерживаемой в цилиндрическом корпусе 21, и выступом 27, расположенным в резьбовой втулке 31 так, что при вращении втулки 31 по резьбе 23 вставка 30 плавно перемещается в полость 24 и из нее для обеспечения требуемой степени сжатия питательной трубки между верхней поверхностью вставки и верхней стенкой полости. Как и в варианте осуществления изобретения, показанном на фиг.1 и 2, в этом случае медицинская сестра или другое осуществляющее уход лицо соединяет трубку с источником питания, которое должно вводится, проверяет расход композиции, считая проходящие через капельницу капли, и регулирует расход до требуемого значения, вращая втулку 31 для перемещения вставки 30 в полость 24 и из нее, чтобы увеличить или уменьшить степень сжатия трубки, соответственно.
Кроме того, как и в варианте осуществления изобретения, показанном на фиг.1 и 2, регулятор расхода, представленный на фиг.3 и 4, также содержит на одном конце эргономические вогнутые участки 32 для захвата рукой.
Кроме того, как и в варианте осуществления изобретения, показанном на фиг.1 и 2, вставка может скользить в полости так, что обеспечивается такая степень сжатия трубки, при которой поток жидкости полностью прекращается.