СПИНАЛЬНАЯ КАНЮЛЯ С РАСПОЗНАВАНИЕМ ЖИДКОСТИ
SPINAL CANNULA WITH FLUID RECOGNITION

Изобретение относится к спинальной канюле с канюльной насадкой, которая имеет прозрачную зону для наблюдения за движущейся через канюльную насадку спинномозговой жидкостью (жидкостью, соответственно, спинномозговой жидкостью CSF).
Спинальные канюли применяются для пункции спинального пространства, при этом необходимо контролировать обратное течение жидкости для обеспечения возможности контролирования правильного позиционирования острия канюли в субарахноидальном пространстве. При этом трудность состоит в том, что прозрачная как вода и бесцветная жидкость оптически не легко распознается в канюльной насадке.
Из US 6656161 известна спинальная канюля с прозрачной зоной в канюльной насадке, в которой образована увеличительная линза для лучшего распознавания обратного течения жидкости.
Из ЕР 682954 известна спинальная канюля с прозрачной рукояткой, в которой образована сужающаяся к концу канюли канюльная камера для контролирования жидкости, которая имеет по существу прямоугольную форму в поперечном сечении с проходящими попарно в виде клиньев относительно друг друга плоскими поверхностями стенок. При таком выполнении должно обеспечиваться, что обратное течение жидкости внутри камеры для контролирования жидкости легко распознается без мешающих отражений и преломлений света.
В основу изобретения положена задача выполнения спинальной канюли указанного в начале вида так, что обеспечивается возможность лучшего оптического контролирования обратного течения жидкости.
Преломляющее, соответственно, отражающее световые лучи средство, такое как, например, треугольная призма или трипель-призма предусмотрено у, на или в прозрачной зоне канюльной насадки. Пока не происходит обратное течение жидкости и в канюльной насадке находится лишь воздух, для пользователя за счет отражающего, соответственно, преломляющего световые лучи средства предоставляется другой оптический вид, чем при обратном течении жидкости, когда жидкость находится в канюльной насадке, при этом жидкость изменяет преломление, соответственно, отражение световых лучей, и за счет этого образуется другой оптический вид. Таким образом, можно очень надежно определять, происходит или нет обратное течение жидкости.
Когда отражающее световые лучи средство выполнено в виде призмы, то обеспечиваются простые возможности выполнения спинальной канюли, при этом призма может быть образована на наружной окружной поверхности канюльной насадки, соответственно, прозрачной зоны, или на внутренней окружной поверхности камеры наблюдения в канюльной насадке.
Для улучшения распознавания наружная призма в направлении рассматривания может быть согласована по меньшей мере с одной изогнутой поверхностью полого пространства или наружной окружной поверхности канюльной насадки в качестве преломляющего световые лучи средства.
В другом варианте выполнения могут быть образованы со смещением в осевом направлении относительно друг друга ряды наружных призм вдоль окружной поверхности, при этом призмы в каждом ряду находятся на расстоянии друг от друга в окружном направлении. Таким образом, в зоне нескольких призм происходит изменение, соответственно, отражение световых лучей, когда в зоне наблюдения находится жидкость.
Этот эффект достигается также тогда, когда образовано несколько внутренних призм рядом друг с другом на внутренней окружной поверхности камеры наблюдения в канюльной насадке.
В другом варианте выполнения по меньшей мере одна поверхность призмы может ограничивать полое пространство, соответственно, камеру наблюдения в канюльной насадке для достижения изменения оптического вида, когда жидкость попадает в камеру наблюдения.
Предпочтительно, призма или призмы могут быть сформированы на канюльной насадке для уменьшения стоимости изготовления.
Для улучшения преломления, соответственно, отражения света, отражающее световые лучи средство может быть выполнено в виде зеркальной поверхности, которая нанесена на наружную окружную поверхность в прозрачной зоне канюльной насадки, при этом зеркальная сторона обращена к полому пространству.
Обращение со спинальной канюлей облегчается тем, что спинальная канюля окружена захватной муфтой, содержащей по меньшей мере одну выемку на окружной поверхности, которая расположена над преломляющим, соответственно, отражающим световые лучи средством.
Вариант выполнения, согласно изобретению, может быть предусмотрен также на другом полом теле, в частности, на шланге, который имеет по меньшей мере один прозрачный участок стенки, при этом в зоне прозрачного участка стенки предусмотрено преломляющее, соответственно, отражающее световые лучи средство для оптического распознавания жидкости в полом пространстве, соответственно, в шланге. При этом преломляющее, соответственно, отражающее световые лучи средство может быть выполнено в виде, описание которого приведено выше в связи со спинальной канюлей.
Изобретение содержит также комбинации отдельных или нескольких указанных выше признаков. Например, может быть предусмотрена внутренняя призма и наружная призма в зоне наблюдения, а также можно применять одну призму или несколько призм в соединении с зеркальной поверхностью. За счет комбинации указанных вариантов выполнения можно улучшать распознавание жидкости.
Ниже приводится более подробное пояснение изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых схематично изображено:
фиг.1 - спинальная канюля, например, с круглым поперечным сечением канюльной насадки;
фиг.2 - поперечный разрез спинальной канюли с призмой во внутренней зоне;
фиг.3 - поперечный разрез спинальной канюли с призмой в наружной зоне;
фиг.4 - треугольная призма с падающими, отраженными и выходящими световыми лучами;
фиг.5 - трипель-призма с падающими, отраженными и выходящими световыми лучами;
фиг.6 - схематично показан продольный разрез спинальной канюли с несколькими расположенными на одном периметре рядом друг с другом треугольными призмами во внутренней зоне;
фиг.7 - схематично показан продольный разрез спинальной канюли с двумя лежащими со смещением относительно друг друга трипель-призмами в наружной зоне;
фиг.8 - схематично показан продольный разрез спинальной канюли с несколькими треугольными призмами во внутренней зоне и захватным участком с прорезанными окнами;
фиг.9 - схематично показан поперечный разрез спинальной канюли с зеркальным слоем в наружной зоне вместо наружной призмы; и
фиг.10 - схематично показан продольный разрез спинальной канюли с двумя лежащими со смещением противоположно друг другу зеркальными слоями в наружной зоне вместо наружных призм.
На фиг.1 схематично показана в продольном разрезе спинальная канюля с закрепленной в канюльной насадке 2 канюлей 1. Канюльная насадка 2 имеет по меньшей мере одну прозрачную зону, соответственно, смотровое окно с показателем преломления n3, через которое можно наблюдать полое пространство 3 с показателем преломления n2 (воздух) в канюльной насадке. Это полое пространство 3 образует камеру наблюдения. Оптическое, соответственно, визуальное наблюдение осуществляется на фигурах в направлении стрелок Х. Вход жидкости в полое пространство 3 происходит на фигурах через канюлю 1 в направлении стрелки Y.
На фиг.2 показан вариант выполнения, в котором в зоне смотрового окна установлена призма 4 с показателем преломления n1 так, что призма 4, называемая в последующем внутренней призмой, проходит обеими крышевидными поверхностями внутрь полого пространства 3. В этом варианте выполнения канюльная насадка 2 имеет круглую, соответственно, полую цилиндрическую форму поперечного сечения, при этом внутренняя призма 4 интегрирована в поперечное сечение канюльной насадки так, что поверхность основания призмы образует на наружной окружной поверхности канюльной насадки 2 лыску. Пока в камере 3 наблюдения канюльной насадки 2 находится воздух, то при наблюдении через призму по стрелке Х виден отчетливо распознаваемый металлический блеск в зоне внутренней призмы. Как только воздух в камере 3 наблюдения вытесняется жидкостью, то этот металлический блеск исчезает, и зона кажется прозрачной.
В показанном схематично на фиг.3 варианте выполнения призма 4' с показателем преломления n1 расположена так, что обе крышевидные поверхности обращены наружу, а поверхность основания призмы, называемой в дальнейшем наружной призмой, образуют лыску на внутренней окружной поверхности полого пространства 3. За счет этого образуется новый вид при наблюдении по стрелке Х через смотровое окно, которое выполнено диаметрально противоположно призме 4'. Пока в камере 3 наблюдения имеется воздух, то можно видеть лишь очень трудно распознаваемое небольшое металлически блестящее пятно в зоне призмы 4'. Это блестящее отражение становится больше и отчетливо проступает лишь тогда, когда жидкость вытесняет воздух в камере 3 наблюдения.
На фиг.4 показана прямоугольная равнобедренная призма, называемая в последующем треугольной призмой, которую можно использовать в качестве внутренней призмы 4 или наружной призмы 4'. Показатель преломления n1 этой призмы может составлять, например, между 1,42 и 1,62, а показатель преломления n2 окружения призмы - примерно 1, когда призма окружена воздухом. Падающий световой луч 5 претерпевает при этих условиях полное внутреннее отражение на поверхностях 6 и 6' призмы, когда он падает под γ углом 45(на поверхности 6 и 6' призмы. Таким образом, выходящий световой луч 5' поворачивается на 180(относительно падающего светового луча 5, соответственно, зеркально отражается. Наблюдатель, который смотрит в направлении падающего светового луча, видит при этих условиях отражение света. Условия для полного отражения при γ=45° нарушаются, когда показатель преломления n2 изменяется с примерно 1 на более 1,32. Это имеет место при наличии жидкости на поверхностях призмы. Наблюдатель, который при этих условиях смотрит в направлении падающего светового луча 5, не видит отражения света.
На фиг.5 показана трипель-призма, которую можно использовать в качестве внутренней призмы 4 или наружной призмы 4'. В данном случае действуют те же условия, что и для треугольной призмы на фиг.4, с тем отличием, что полное отражение происходит, соответственно, не происходит в трех местах, в зависимости от показателя n2 преломления окружения трипель-призмы, на трех поверхностях 6, 6' и 6”.
На фиг.6 схематично показана в продольном разрезе спинальная канюля с прозрачной канюльной насадкой 2 из пластмассы с показателем преломления n3, в которой канюля 1 закреплена на канюльной насадке с помощью заполненного клеем зазора 7 и в которой несколько внутренних призм 4, образованных из треугольных призм с уплощенными на вершине торцевыми поверхностями, расположены с круговой симметрией на внутреннем периметре в зоне смотрового окна. Треугольные призмы 4 состоят из того же пластмассового материала с показателем n1 преломления, что и канюльная насадка 2 (n1=n3). Это расположение обеспечивает возможность распознавания обратного течения жидкости со всех сторон при направлении рассматривания перпендикулярно продольной оси спинальной канюли.
На фиг.7 показана схематично в продольном разрезе спинальная канюля с прозрачной канюльной насадкой 2 из пластмассы с показателем n3 преломления, в которой канюля 1 закреплена на канюльной насадке с помощью заполненного клеем зазора 7, и в которой наружная призма образована из двух смещенных относительно друг друга рядов 40 расположенных перпендикулярно плоскости чертежа трипель-призм (см. фиг.5) на наружном периметре канюльной насадки. Трипель-призмы состоят из того же пластмассового материала с показателем n1 преломления, что и канюльная насадка 2 (n1=n3). Вместо трипель-призм при этом расположении можно применять также треугольные призмы (смотри фиг.4). Отдельные призмы одного ряда имеют предпочтительно такое расстояние друг от друга, что при наблюдении по стрелке Х через это расстояние, соответственно, через промежуток можно видеть расположенную на противоположной стороне призму того же или же другого ряда.
На фиг.8 схематично показана в продольном разрезе спинальная канюля, аналогичная показанной на фиг.6 спинальной канюле, при этом канюльная насадка 2 снабжена дополнительно удерживающим устройством 8 для улучшения гаптики спинальной канюли. Это удерживающее устройство выполнено в виде захватной муфты 8 вокруг канюльной насадки 2, которая на более узком конце 9 соединена с канюльной насадкой. Захватная муфта 8 имеет выемки 8a в зоне смотрового окна канюльной насадки 2, так что в направлении стрелки X можно распознавать обратное течение жидкости с помощью внутренней призмы 4, которая лежит противоположно выемке 8a. Выемки 8a направляют взгляд наблюдателя на лежащее ниже смотровое окно с призмой. Когда, например, на периметре захватной муфты 8 предусмотрено четыре выемки 8a, то на внутреннем периметре канюльной насадки противоположно выемкам 8a образовано четыре призмы 4. Такая захватная муфта 8 может быть сформирована на спинальной канюле или насажена в виде отдельного элемента и закреплена, например, с помощью клея.
На фиг.9 показан другой вариант выполнения изобретения, в котором вместо наружной призмы нанесен отражающий (зеркальный) слой 10, например, из серебра или алюминия. Вместо такого зеркального слоя 10 может быть предусмотрена оптическая диффракционная решетка.
На фиг.10 показана в продольном разрезе канюльная насадка, при этом в соответствии с фиг.7 на наружном периметре со смещением в осевом направлении нанесены два ряда отражающих поверхностей 10 с соответствующим расстоянием между поверхностями.
За счет изменения металлического блеска в направлении Х наблюдения в смотровом окне во всех вариантах выполнения, согласно фиг.2 и 3, а также 6, 7 и 8, обеспечивается возможность явного распознавания наличия иначе очень трудно распознаваемой прозрачной жидкости в полом пространстве 3 канюльной насадки 2. Этот оптический эффект вызывается изменением показателя преломления с примерно 1 при воздухе в полом пространстве 3 на 1,32-1,35 при жидкости в полом пространстве 3.
При внутренней призме 4 в виде треугольной призмы или трипель-призмы наличие воздуха в полом пространстве 3 воспринимается явный металлический блеск в зоне внутренней призмы 4. Это происходит за счет эффекта полного отражения, как показано на фиг.4 и 5, с воздухом в качестве окружения призмы. Угол γ падения, начиная с которого происходит полное отражение, определяется с помощью формулы γ=arcsin (n2/n1), где n2 является показателем преломления окружения призмы в полом пространстве (воздух или жидкость), а n1 - показателем преломления призмы 4, 4'. Все световые лучи, которые падают на боковые поверхности призмы на фиг.4 или 5 под большим углом γ, претерпевают эффект полного внутреннего отражения и отражаются на боковых поверхностях 6 призмы. Поскольку в треугольной призме полное внутреннее отражение происходит два раза, а в трипель-призме три раза, то угол γ падения предпочтительно выбирается равным примерно 45°, поскольку лишь в этом случае происходит возврат, соответственно, зеркальное отражение светового луча с помощью призмы 4, 4' за счет полного внутреннего отражения.
Для призмы из распространенной пластмассы показатель преломления составляет между 1,42 и 1,6. Показатель преломления воздуха составляет примерно 1, а жидкости - между 1,32 и 1,35. При воздухе в полом пространстве 3 получается угол γ между 44,7 и 38,1°, предпочтительно необходимо выбирать угол γ меньше, с целью обеспечения возможно большего диапазона для полного отражения. Прозрачными пластмассами, которые выполняют это требование с показателем преломления примерно 1,59, являются поликарбонаты (РС), или же другие прозрачные полимеры, такие как PMMA, CMMA, COC, SAN, PS и ABS. Для призмы из поликарбоната угол γ>38,9 для воздуха и для жидкости γ>56,1°-58,1°. Поскольку реверсирование светового луча, соответственно, отражение в треугольной призме и трипель-призме происходит под углом 45°, то при воздухе в полом пространстве 3 это условие выполняется, а при жидкости в полом пространстве 3 не выполняется. Для наблюдателя, который смотрит на призму 4 предпочтительно почти параллельно падающему световому лучу в направлении стрелки Х, согласно фиг.2, 6 и 8, при воздухе в полом пространстве, виден металлический блеск за счет зеркального отражения светового луча, а при жидкости в полом пространстве 3 это зеркальное отражение не происходит и зона кажется прозрачной.
При наружной призме 4' в виде трипель-призмы, при наличии воздуха в полом пространстве 3 видно едва воспринимаемое небольшое блестящее пятно в зоне наружной призмы. Это вызывается полным отражением на боковых поверхностях 6, 6' и 6” трипель-призмы, как показано на фиг.3, и воспринимается наблюдателем, который смотрит на наружную призму 4 в направлении стрелки Х через прозрачную часть канюльной насадки, соответственно, смотрового окна и полое пространство. Пятно небольшое и едва видно, поскольку световые лучи преломляются вдоль стрелок Х на изогнутых поверхностях канюльной насадки 2. Это происходит при переходе из воздуха в канюльную насадку 2, а затем дополнительно при переходе с канюльной насадки 2 в полое пространство 3. Таким образом, падающий на наружную призму свет и зеркально отраженный от наружной призмы свет преломляется на пограничных поверхностях воздух/канюльная насадка и канюльная насадка/воздух. За счет этого многократного преломления появляется лишь небольшое пятно с металлическим блеском. Эффект преломления описывается с помощью закона Снеллиуса, и для преломления на пограничной поверхности канюльная насадка/воздух справедлива формула sinβ=sinα n1/n2, где n1 является показателем преломления канюльной насадки, а n2 - среды в полом пространстве 3. Угол α является углом падения на пограничную поверхность канюльная насадка 2/ полое пространство 3, а угол β является углом выхода. Если в полом пространстве 3 находится воздух с n2 равным примерно 1, то угол β выхода больше, чем когда в полом пространстве 3 находится жидкость с показателем преломления 1,32-1,36. При воздухе в полом пространстве происходит более сильное преломление на пограничной поверхности канюльная насадка/полое пространство 3, чем при жидкости в полом пространстве 3. Если преломление световых лучей уменьшается за счет наличия жидкости в полом пространстве, то едва воспринимаемое при воздухе в полом пространстве 3 пятно с металлическим блеском проявляется намного больше и намного заметнее. Предпочтительно, этот эффект можно использовать, когда кривизна на пограничной поверхности воздух/канюльная насадка 2 является очень небольшой, кривизна на пограничной поверхности канюльная насадка 2/полое пространство 3 является очень большой, и показатель преломления n1 канюльной насадки лежит очень близко к показателю преломления жидкости. Предпочтительно, наружная призма, показанная на фиг.7, выполнена из того же пластмассового материала, что и канюльная насадка. Такая система может быть изготовлена в одном процессе изготовления, таком как, например, литье пластмассы под давлением, без дополнительных ступеней обработки.
Вместо наружной призмы 4” в виде трипель-призмы или треугольной призмы может быть нанесен также зеркальный слой 10. Такой слой может состоять как обычные зеркала из тонкого слоя алюминия, серебра, ряда имеющих высокий и низкий показатель преломления слоев или т.п. Этот тонкий слой должен по своей поверхности соответствовать поверхности основания указанных выше трипель-призм и треугольных призм. Функция зеркального слоя та же, что и у наружной призмы. Падающий световой луч отражается с помощью обоих устройств. При этом в применении для распознавания жидкости не имеет решающего значения, что в призме отраженный луч претерпевает смещение относительно падающего светового луча, а при зеркальном слое не претерпевает. При зеркальном слое наблюдаются те же оптические эффекты для преломления и отражения светового луча, когда в полом пространстве 3 находится воздух или жидкость, как при наружной призме. Вместо отражательного слоя или наружной призмы можно применять также дифракционную решетку с отражательными свойствами.
На фиг.6 и 8 показаны другие предпочтительные варианты выполнения с внутренней призмой. При этом за счет расположения в ряд нескольких призм на внутренней поверхности канюльной насадки 2 обеспечивается возможность наблюдения обратного течения жидкости со всех сторон перпендикулярно спинальной канюле. На фиг.8 показан особенно предпочтительный вариант выполнения, в котором взгляд наблюдателя направляется с помощью действующих в качестве окон выемок 8а в захватной муфте 8, и кривизна на пограничной поверхности воздух/канюльная насадка 2 в зоне смотрового окна удерживается очень небольшой, например, за счет многоугольной формы поверхности поперечного сечения.
На фиг.7 показан другой предпочтительный вариант выполнения с наружной призмой. Трипель-призмы или треугольные призмы расположены в лежащих рядом друг с другом 2 рядах на окружной поверхности прозрачной канюльной насадки 2. Отдельные призмы одного ряда предпочтительно расположены на таком расстоянии друг от друга, что при наблюдении по стрелке Х через это расстояние, соответственно, этот промежуток можно видеть расположенные на противоположной стороне призмы того же или другого ряда. Такое расположение обеспечивает возможность, аналогично фиг.6 и 8, распознавания обратного течения жидкости со всех сторон перпендикулярно продольной оси спинальной канюли.
На фиг.2 и 3 призма вставлена в поперечное сечение канюльной насадки так, что поверхность основания призмы образует лыску на внутренней или наружной окружной поверхности канюльной насадки. Однако можно формировать призму на канюльной насадке так, что при внутренней призме 4 наружная окружная поверхность канюльной насадки 2 остается полной окружностью, так что поверхность основания призмы, которая образует на фиг.2 лыску, имеет изогнутую поверхность. Аналогичным образом, при наружной призме, согласно фиг.3, внутренняя окружная поверхность полого пространства 3 может быть круговой, так что лишь боковые поверхности призмы выступают наружу из в остальном круглого поперечного сечения канюльной насадки 2.
Вместо указанного круглого поперечного сечения камеры 3 наблюдения в канюльной насадке 2 может быть также предусмотрена другая форма поперечного сечения, в частности, когда преломляющее свет средство выполнено в другом виде.
Канюльная насадка 2 может иметь в зоне камеры 3 наблюдения круглое, эллиптическое, многоугольное или прямоугольное поперечное сечение. При применении наружной призмы 4”, противоположно ей в направлении Х наблюдения (смотри фиг.3) лежит изогнутая поверхность полого пространства 3 и/или наружной окружной поверхности канюльной насадки 2, при этом изогнутая поверхность образует преломляющее световые лучи средство. Если применяется внутренняя призма 4 (см. фиг.2), то лежащие противоположно крышевидным поверхностям внутренней призмы пограничные поверхности полого пространства 3 могут быть выполнены различным образом, например, полое пространство 3 может иметь также прямоугольное или квадратное поперечное сечение, как показано на фиг.2а.
На фиг.2а показана в качестве примера выполнения внутренняя призма 4 при возможном поперечном сечении полого пространства, соответственно, камеры 3 наблюдения, которая на внутренней окружной поверхности выполнена квадратной, а на внутренней окружной поверхности - многоугольной.
На фиг.2b показано в качестве примера выполнения поперечное сечение камеры 3 наблюдения в виде шланга с внутренней призмой 4.
На фиг.3а показан возможный вариант выполнения с наружной призмой 4', при этом наружная окружная поверхность выполнена многоугольной или прямоугольной, а внутренняя окружная поверхность полого пространства, соответственно, камеры 3 наблюдения выполнена круглой, так что в направлении Х наблюдения наружной призмы 4', с ней согласована по меньшей мере одна изогнутая поверхность.
На фиг.3b показано поперечное сечение шланга с наружной призмой 4' в качестве другого примера выполнения.
В вариантах выполнения, показанных на фиг.2 и 3, призма проходит в направлении оси канюльной насадки 2. Однако возможно также расположение с наклоном или поперек оси канюльной насадки призмы или нескольких призм рядом друг с другом.
В указанных выше вариантах выполнения преломляющее, соответственно, отражающее свет средство предпочтительно сформировано на канюльной насадке 2. Однако возможно также, в частности, в показанном на фиг.3 варианте выполнения, расположение наружной призмы в виде отдельного конструктивного элемента на канюльной насадке 2, например, посредством приклеивания.
Предпочтительно, вся канюльная насадка 2 состоит из прозрачного пластмассового материала.
Зеркальный слой 10 может быть также нанесен на выпукло изогнутый наружный периметр канюльной насадки 2, при этом зеркальная поверхность обращена к полому пространству, соответственно, камере наблюдения.
С помощью расположения, согласно изобретению, наружных и внутренних призм можно не только обнаруживать обратное течение жидкости в спинальной канюле, но также в целом присутствие или отсутствие прозрачных жидкостей в полом пространстве 3, например, в выполненных по-другому аспирационных канюлях или же в шланге. Возможными применениями в шланге являются, например, распознавание жидкости в инфузионной передаточной системе, соответственно, распознавания пузырьков воздуха в ней.
На фиг.6а показано поперечное сечение камеры наблюдения на фиг.6 с расположенными на внутренней окружной поверхности внутренними призмами 4.
На фиг.7а показано поперечное сечение канюльной насадки на фиг.7 вдоль ряда наружных призм 40. Наружные призмы 40 соседнего ряда призм расположены со смещением в окружном направлении так, что в показанном на фиг.7а виде наружные призмы 40 расположены между показанными на фиг.7а призмами.