УСТРОЙСТВО И СПОСОБЫ ДЛЯ ПОДДЕРЖКИ МЕМБРАННОГО ФИЛЬТРА В МЕДИЦИНСКОЙ ИНФУЗИОННОЙ СИСТЕМЕ
DEVICE AND METHODS FOR MEMBRANE FILTER SUPPORT IN MEDICAL INFUSION SYSTEM

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к медицинским инфузионным системам и, более конкретно, к поддержке мембранных фильтров, встроенных в них.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Схемы циркуляции текучей среды медицинских инфузионных систем обычно включают в себя, по меньшей мере, один фильтр для обеспечения того, чтобы воздух и/или другие газы не попадали, например, в венозную систему пациента вместе с вливаемой текучей средой. Фильтр мембранного типа содержит гидрофильную мембрану, которая расположена между впускным клапаном и выпускным клапаном фильтра, и гидрофобную мембрану, которая расположена между впускным клапаном и вентиляционными отверстиями фильтра. Гидрофильная мембрана является проницаемой для текучей среды, но непроницаемой для газа, а гидрофобная мембрана является проницаемой для газа, но непроницаемой для текучей среды. Конструкция и работа данных фильтров мембранного типа известны специалистам в данной области техники. Одним из таких фильтров является Speedflow Adult 0,2 мкм Positive, выпускаемый компанией GVS Group (имеющей штаб-квартиру в г.Болонья, Италия).
Мембранные фильтры обычно создаются для областей применения, в которых используются относительно низкие давления (то есть более низкие, чем приблизительно 3,5 бар или приблизительно 50 фунтов/кв.дюйм), и должны быть относительно недорогими, гибкими и доступными. Таким образом, корпусы данных фильтров могут быть подвержены повреждениям, если фильтры задействуются в инфузионных системах, которые вводят текучую среду при более высоких давлениях. Были предложены средства поддержки для корпусов данных фильтров, однако, до сих пор существует необходимость в новых устройстве и способах для поддержки мембранных фильтров.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Нижеследующие чертежи иллюстрируют показательные варианты осуществления настоящего изобретения и, следовательно, не ограничивают объем данного изобретения. Чертежи представлены без соблюдения масштаба (если не указано иное) и предназначены для использования совместно с пояснениями, приведенными в последующем подробном описании. Варианты осуществления настоящего изобретения будут описываться ниже во взаимосвязи с прилагаемыми чертежами, на которых одинаковые символы обозначают одни и те же элементы.
Фиг.1А иллюстрирует вид в перспективе примерного мембранного фильтра.
Фиг.1В иллюстрирует вид в перспективе примерного вспомогательного корпуса известного уровня техники для фильтра, представленного на фиг.1А.
Фиг.2 иллюстрирует вид в перспективе съемного зажимного приспособления в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.
Фиг.3А иллюстрирует вид в перспективе фильтра, представленного на фиг.1А, который зафиксирован внутри зажимного приспособления, представленного на фиг.2, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
На фиг.3В представлен вид в поперечном разрезе по линии сечения А-А, показанной на фиг.3А, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
Фиг.4А иллюстрирует вид в перспективе примерной инфузионной системы.
На фиг.4В представлен вид в перспективе части инфузионной системы, показанной на фиг.4А, которая может использовать варианты осуществления настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Нижеследующее подробное описание носит примерный характер и не предназначено каким-либо образом ограничивать объем, применимость или компоновку данного изобретения. Скорее, нижеследующее описание предоставляет практические иллюстрации для воплощения примерных вариантов осуществления. Воспользовавшись идеями, предлагаемыми в данном документе, специалисты в данной области признают, что многие из примеров имеют подходящие варианты, которые могут быть применены.
Фиг.1А иллюстрирует вид в перспективе примерного мембранного фильтра 10, который является близким аналогом упомянутого выше фильтра, поставляемого GVS Group. Фиг.1А иллюстрирует фильтр 10, включающий в себя корпус 12, впускной клапан 125 и выпускной клапан 127; первая соединительная часть 152, например охватывающий наконечник Люэра, показана присоединенной к впускному клапану 125, а вторая соединительная часть 172, например поворотный охватываемый наконечник Люэра, показана присоединенной к выпускному клапану 127. На фиг.1А далее представлен корпус 12, имеющий первую боковую стенку 12А, вторую боковую стенку 12В и проходящую по периметру линию стыка 123, по которой первая и вторая боковые стенки 12А и 12В соединяются друг с другом, например, посредством клеевого соединения либо ультразвуковой сварки; вентиляционные отверстия 126 представлены как сквозные отверстия, образованные в выступающей части боковой стенки 12А, вблизи впускного клапана 125. Специалистам в данной области следует учесть, что гидрофильная мембрана 190, которая может быть зафиксирована между боковыми стенками 12А, 12В, на линии стыка 123 (фиг.3В), располагается внутри корпуса для разделения корпуса на впускное отделение, вблизи впускного клапана 125, и выпускное отделение, вблизи выпускного клапана 127; а также, что гидрофобная мембрана, например, прикрепленная к первой боковой стенке 12А, располагается между впускным отделением и вентиляционными отверстиями 126. Когда фильтр 10 включается, через соединительные части 152, 172, в схему циркуляции текучей среды медицинской инфузионной системы, место соединения по линии стыка 123 должно быть способно выдерживать давления впрыскивания потока текучей среды через фильтр 10, а иначе первая и вторая боковые стенки 12А, 12В корпуса 12 отделятся друг от друга, тем самым вызвав повреждение системы.
Фиг.1В иллюстрирует вид в перспективе примерного вспомогательного корпуса 100 известного уровня техники, который является близким аналогом вспомогательного корпуса, поставляемого GVS Group, для поддержки фильтра, аналогичного фильтру 10. Фиг.1В иллюстрирует корпус 100, включающий в себя первую часть 100А и вторую часть 100В; каждая из указанных первой и второй частей 100А и 100В содержит полости 105А и 105В, соответственно, предназначенные для того, чтобы охватывать и поддерживать корпус 12 фильтра 10, когда вспомогательный корпус 100 смонтирован вокруг фильтра 10. Для того чтобы смонтировать корпус 100 вокруг фильтра 10, первую и вторую части 100А, 100В необходимо скрепить вокруг фильтра 10. Фиг.1В также иллюстрирует каждую из частей 100А, 100В, которые содержат детали 110 крепления, образованные в них, и крепежные элементы 115, например винты с накатанной головкой, вставленные в две из деталей 110 крепления в первой части 110А. Для того чтобы скрепить части 100А, 100В вокруг фильтра 10, полости 105А, 105В частей 100А, 100В должны соответствовать корпусу 12 фильтра, а детали 110 крепления первой части 110А также должны соответствовать равнозначным деталям 110 крепления второй части 100В; затем требуется состыковать крепежные элементы 115 с соответствующими деталями 110.
В отношении вновь фиг.1А, совместно с фиг.1В, можно принять во внимание, что длина L1 и ширина W1 корпуса 12 либо меньше, либо равны длине L2 и ширине W2, соответственно, полостей 105А, 105В, так что, когда вспомогательный корпус 100 смонтирован вокруг фильтра 10, корпус 12 фильтра оказывается полностью внутри полостей 105А, 105В. Кроме того, глубина D каждой полости 105А, 105В, в сочетании с регулировкой крепежных элементов 115, является такой, чтобы первая и вторая части 100А, 100В, при скреплении вокруг корпуса 12 фильтра, могли удерживать боковые стенки 12А, 12В от разделения по линии стыка 123, подвергаясь более высоким рабочим давлениям. Каждая часть 100А, 100В представлена содержащей деталь 145, которая выступает в соответствующую полость 105А, 105В, с целью прямого контакта с каждой из боковых стенок 12А, 12В, когда первая и вторая части 100А, 100В скреплены вокруг фильтра 10; по меньшей мере, одна из деталей 145 может быть закреплена подвижно для того, чтобы регулировать давление в точке контакта с соответствующей боковой стенкой 12А, 12В.
Вновь касательно фиг.1В, может быть принято во внимание, что конструкция вспомогательного корпуса 100 имеет несколько недостатков, например, связанных с его большими размерами и работой с ним. В частности, размер вспомогательного корпуса 100 является таким, что вентиляционные отверстия 126 могут быть блокированы одной из первой и второй частей 100А, 100В при скреплении вокруг корпуса 12, тем самым потенциально подвергая риску работу фильтра 10; и, что касается работы, вышеупомянутые этапы, необходимые для монтирования вспомогательного корпуса 100 вокруг фильтра 10, являются относительно многочисленными и трудоемкими.
Фиг.2 иллюстрирует вид в перспективе съемного зажимного приспособления 200 в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения. На фиг.2 представлено зажимное приспособление 200, включающее в себя первую опорную стенку 210, проходящую от ее первого конца 211 до ее второго конца 212, блокирующую деталь 250, которая присоединена ко второму концу 212, и вторую опорную стенку 220, расположенную напротив первой опорной стенки 210 и проходящую от ее первой кромки 221 до ее второго конца 222. Также фиг.2 иллюстрирует блокирующую деталь 250, сформированную первой боковой стенкой 201, отходящей от второго конца 212 первой опорной стенки 210; показано, что первая боковая стенка 201 проходит до второй опорной стенки 220 и включает в себя оконечный участок 21, который изогнут по направлению к первой опорной стенке 210.
В соответствии с иллюстрируемым вариантом осуществления, первая кромка 221 второй опорной стенки 220 изогнута по направлению от первой опорной стенки 210, так что первая кромка 221 может сцепляться с оконечным участком 21 первой боковой стенки 201, когда вторая опорная стенка 220 отклоняется по направлению к первой опорной стенке 210. Фиг.2 также иллюстрирует второй конец 222 второй опорной стенки 220, упруго прикрепленный к первому концу 211 первой опорной стенки 210 с помощью второй боковой стенки 202, которая расположена напротив первой боковой стенки 201 и которая дает возможность второй опорной стенке 220 отклоняться. Согласно предпочтительным вариантам осуществления зажимное приспособление 200 является деталью, отлитой из пластика, так что каждая стенка 210, 201, 220, 202 является изготовленной интегрально. Зажимное приспособление 200, предпочтительно, изготавливается из полимера поликарбоната, обладающего подходящим сочетанием гибкости и прочности; однако специалистам в данной области следует учесть, что, в качестве альтернативы, могут быть использованы другие пластиковые материалы, которые демонстрируют аналогичные гибкость и прочность. В отношении фиг.1А и 2, в соответствии с примерным вариантом осуществления, когда ширина W1 фильтра 10 приблизительно равна 1,14 дюймов, а толщина t фильтра 10 приблизительно равна 0,356 дюйма, то ширина W3 первой опорной стенки 210 составляет приблизительно 1,25 дюйма, а высота h второй боковой стенки 202 составляет приблизительно 0,375 дюйма.
Согласно иллюстрируемому варианту осуществления, после размещения фильтра 10 между опорными стенками 210 и 220 зажимного приспособления 200, первая кромка 221 второй опорной стенки 220 может войти в зацепление с блокирующей деталью 250 путем простого нажатия второй опорной стенки 220 по направлению к первой опорной стенке 210. Фиг.3А иллюстрирует вид в перспективе фильтра 10, удерживаемого зажимным приспособлением 200; а на фиг.3В представлен вид в поперечном разрезе по линии сечения А-А, показанной на фиг.3А, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. Фиг.3А, 3В иллюстрируют первую кромку 221 опорной стенки 220, сцепленную с оконечным участком 21 боковой стенки 201 с целью зафиксировать внутреннюю поверхность второй опорной стенки 220 вплотную к первой основной поверхности 121 боковой стенки 12А фильтра, а внутреннюю поверхность первой опорной стенки 210 вплотную ко второй основной поверхности 122 боковой стенки 12В фильтра. Таким образом, зажимное приспособление 200 поддерживает корпус 12 вставленного в него фильтра 10 относительно воздействия давлений, создаваемых потоком текучей среды через фильтр 10, который иначе мог бы вызвать повреждение места соединения первой боковой стенки 12А со второй боковой стенкой 12В по линии стыка 123.
Фиг.2 и 3В иллюстрируют каждую из первой и второй опорных стенок 210, 220, которые содержат дополнительную платформу 245, выступающую внутрь, которая образует соответствующие внутренние поверхности стенок 210, 220; ширина WP каждой платформы 245 (фиг.2) может составлять приблизительно 0,625 дюйма при ширине W1 фильтра 10, приблизительно равной 1,14 дюйма. Согласно некоторым предпочтительным вариантам осуществления внутренние поверхности, образованные платформами 245, располагаются друг от друга на таком расстоянии, которое меньше, чем толщина t (фиг.1А) фильтра 10, когда блокирующая деталь 250 сцепляется с первой кромкой 221 второй опорной стенки 220 для поддержки корпуса 12; данное расстояние между платформами может составлять приблизительно 0,02 дюйма и быть приблизительно на 0,05 дюйма меньше толщины t. Фиг.2 также иллюстрирует вторую опорную стенку 220, содержащую дополнительную, выступающую наружу усиливающую деталь 265, имеющую форму ребра.
Далее, в отношении фиг.3А, на чертеже видно, что никакой участок зажимного приспособления 200 не проходит над вентиляционными отверстиями 126 фильтра 10, когда зажимное приспособление 200 удерживает корпус 12 фильтра 10. В соответствии с примерным вариантом осуществления, при длине L1 фильтра 10 (фиг.1А), приблизительно равной 1,575 дюйма, длина L3 зажимного приспособления 200 (фиг.2) составляет приблизительно 0,625 дюйма.
Далее, в отношении фиг.4А и 4В, ниже будет кратко описана примерная медицинская инфузионная система, которая может использовать варианты осуществления настоящего изобретения. Фиг.4А иллюстрирует вид в перспективе радиофармацевтической инфузионной системы 400; на фиг.4В представлен вид в перспективе части инфузионной системы 400, которая включает в себя схему 300 циркуляции текучей среды. Фиг.4А иллюстрирует инфузионную систему 400, содержащую бокс 410, в который заключена часть схемы 300 циркуляции текучей среды, а также содержащую съемную панель 432, с помощью которой может быть получен доступ к схеме 300 циркуляции текучей среды для осуществления техобслуживания. Экранирующее устройство 420 также представлено на чертеже как заключенное внутрь бокса 410 с целью защиты радиоактивных сегментов схемы 300 циркуляции текучей среды. Инфузионная система 400 может использоваться для медицинской диагностической визуализации, например позитронной эмиссионной томографии (РЕТ), в которой дозы радиофармацевтического препарата, генерируемые посредством элюции в радиоизотопном генераторе 321 (фиг.4В), впрыскиваются или вливаются в тело пациента. Введенная доза радиофармацевтического препарата поглощается клетками органа-мишени пациента и испускает излучение, которое улавливается РЕТ-сканером для того, чтобы создать изображение данного органа. Примером радиоактивного изотопа, который может использоваться для РЕТ, является рубидий-82 (продукт распада стронция-82); примером радиоизотопного генератора, который дает в результате солевой раствор рубидия-82 путем элюции, является CardioGen-82, поставляемый компанией Bracco Diagnostics Inc. (Принстон, Нью-Джерси, США). Варианты осуществления такой инфузионной системы 400 описываются в находящейся в совместном рассмотрении и принадлежащей тому же правообладателю заявке на патент США № 12/137363 (номер в Реестре специалистов 56782.1.6), включенной в данный документ посредством ссылки.
Фиг.4А иллюстрирует резервуар 315 схемы 300 циркуляции текучей среды, который устанавливается снаружи бокса 410, и фиг.4В иллюстрирует насос 333 схемы 300 циркуляции текучей среды, размещенный внутри бокса 410 и соединенный с резервуаром 315 с помощью системы 310 трубок, проходящих через боковую стенку бокса 410. В соответствии с фиг.4А и 4В, насос 333 обеспечивает импульс давления для приведения в действие инфузионного впрыскивания сначала через фильтр, через впускную систему 325 трубок, а затем через оставшиеся трубки схемы 300 циркуляции текучей среды, через выпускную систему 327 трубок. Для того чтобы гарантировать высокое качество диагностической визуализации, на вводимые дозы, или болюсы, радиофармацевтического препарата обычно воздействуют импульсами давления величиной от приблизительно 75 фунтов/кв.дюйм до приблизительно 125 фунтов/кв.дюйм, которые генерируются системой 400. Таким образом, те элементы схемы 300 циркуляции текучей среды, которые расположены ниже по потоку текучей среды после насоса 333, должны быть способны выдерживать импульсы давления до приблизительно 125 фунтов/кв.дюйм и, возможно, выше. Кроме того, от данных элементов схемы 300 циркуляции текучей среды обычно требуется функционировать при данных давлениях в течение от 310 до 325 импульсов впрыскивания.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения схема 300 циркуляции текучей среды инфузионной системы 400 имеет встроенный фильтр 10, удерживаемый зажимным приспособлением 200, например, как представлено на фиг.3А и 3В. Когда внутренние поверхности противоположных опорных стенок 210, 220 зажимного приспособления 200 зафиксированы вплотную к поверхностям 121, 122 корпуса 12 фильтра, как описывалось выше, зажимное приспособление 200 может предотвратить разделение боковых стенок 12А, 12В корпуса по линии стыка 123 при нагрузках ниже вышеупомянутых импульсов давления. В отношении фиг.4В, впускная система 325 трубок может быть присоединена к первой соединительной части 152, на впускном клапане 125 фильтра 10, а выпускная система 327 трубок - ко второй соединительной части 172 на выпускном клапане 127 фильтра 10. В соответствии с примерными вариантами осуществления системы 400, фильтром 10 является вышеупомянутый Speedflow Adult 0,2 мкм Positive от GVS Group, и фильтр 10 и зажимное приспособление 200, каждый, имеет размер, определяемый соответствующими и примерными параметрами длины, ширины, толщины и высоты, сформулированными выше в данном документе.
Фильтр 10, удерживаемый зажимным приспособлением 200, может быть непосредственно установлен внутри бокса 410 инфузионной системы 400, например, вдоль его внутренней стенки 407 (фиг.4А). В качестве альтернативы, фиг.4В иллюстрирует инфузионную систему 400, включающую в себя держатель 317 для фильтра 10 и зажимного приспособления 200. Держатель 317 может быть изготовлен из термоформируемого листа пластмассы в виде складной конструкции (с откидной крышкой), которая заключает фильтр 10 и зажимное приспособление 200 во внутреннем пространстве, позволяя впускной и выпускной системам 325, 327 трубок выходить наружу из внутреннего пространства, в промежутке между ее противоположными сторонами. Держатель 317 может быть подвешен к специальному приспособлению (не показано) на внутренней стенке 407.
В соответствии с некоторыми способами, согласно настоящему изобретению, для монтажа фильтра 10 в схему 300 циркуляции текучей среды так, чтобы фильтр мог выдерживать вышеупомянутые импульсы давления без повреждения, фильтр 10 сначала вставляется между противоположными опорными стенками 210, 220 зажимного приспособления 200, до или после присоединения одной из или обеих соединительных частей, впускной 152 и выпускной 172, к впускной и выпускной системам 325, 327 трубок, соответственно. После того как фильтр 10 вставлен, требуется только нажать на вторую опорную стенку 220 по направлению к первой опорной стенке 210, или наоборот, для того, чтобы сцепить первую кромку 221 второй опорной стенки 220 с блокирующей деталью 250 зажимного приспособления 200, тем самым фиксируя внутренние поверхности опорных стенок 210, 220 вплотную к соответствующим поверхностям 121, 122 фильтра 10. Данный этап фиксации может выполняться либо до, либо после присоединения впускной и выпускной соединительных частей 152, 172 фильтра 10 к соответствующим системам 325, 327 трубок. При демонтаже системы 300, по окончании определенного периода эксплуатации, зажимное приспособление 200 можно снять с фильтра 10, например, путем отгибания первой и второй боковых стенок 201, 202 друг от друга с целью освободить первую кромку 221 опорной стенки 220 от сцепления с оконечным участком 21 первой боковой стенки 201, с тем, чтобы можно было повторно использовать зажимное приспособление 200 для удерживания другого фильтра.
В вышеприведенном подробном описании данное изобретение было описано со ссылкой на конкретные варианты осуществления. Однако следует учитывать, что могут быть выполнены различные модификации и изменения, не выходящие за пределы объема данного изобретения, как сформулировано в прилагаемой формуле изобретения.