Патент на изобретение №2201263

(54) КАПЕЛЬНИЦА, НАСОСНАЯ СИСТЕМА И СПОСОБ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЙ ПОДАЧИ ДВУХ ЖИДКОСТЕЙ ИЗ ПАРЫ КОНТЕЙНЕРОВ К ПАЦИЕНТУ

(57) Реферат:

Изобретения относятся к медицине, в частности к системам ввода жидкостей пациенту. Капельница позволяет последовательно вводить пациенту две жидкости из пары контейнеров. Она имеет пару узлов клапанов, каждый из которых сообщается с контейнером. Каждый узел клапана имеет три отверстия, сообщающиеся через камеру сообщения: впускное отверстие уплотняется с первым одноходовым клапаном, позволяя потоку жидкости проходить через него только в камеру, выпускное отверстие уплотняется со вторым одноходовым клапаном, позволяя потоку жидкости проходить из него только из камеры, и отверстие для сообщения с насосом. Каждый из пары сегментов впускного трубопровода соединяет контейнер с впускным отверстием узла клапана. Сегмент соединительного трубопровода соединяет отверстия двух узлов клапана, сообщающиеся с насосом. Сегмент выпускного трубопровода соединяется с выпускным отверстием каждого клапанного узла для подачи жидкости к пациенту. Насос подсоединяют к сегменту соединительного трубопровода. Путем изменения направления подачи насоса жидкость может засасываться последовательно из одного или другого контейнера. Изобретения обеспечивают безопасность последовательного ввода двух жидкостей. 3 с. и 6 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к системе для ввода жидкостей пациенту, например, лекарственных или питательных жидкостей. В клинических условиях жидкости можно вводить энтерально или парентерально. Настоящее изобретение относится также к способам ввода жидкостей пациенту.

В клинических условиях широко применяют системы для ввода жидкостей пациенту. Все эти системы содержат контейнер для жидкости и капельницу для подачи жидкости к пациенту. В общем, жидкость может течь через капельницу к пациенту под действием силы тяжести либо ее нагнетают через капельницу. Применяют также системы, использующие шланги под давлением на контейнере. В качестве “нагнетательных систем” в настоящем изобретении предпочтительны системы, применяющие насос.

Во многих случаях пациенту необходимо вводить две жидкости последовательно. Например, часто необходимо промывать систему периодически промывочной жидкостью для исключения ее забивания относительно вязкой питательной жидкостью, когда пациенту вводят питательную жидкость. Иногда необходимо также вводить соляный раствор и жидкость, содержащую активное вещество. В этих случаях систему подсоединяют к двум контейнерам, причем каждый контейнер содержит отдельную жидкость. Систему необходимо тогда переключать с одного контейнера на другой, когда это потребуется.

Предпочтительно автоматическое переключение, хотя переключение между двумя контейнерами можно осуществлять вручную. Автоматическое переключение может достигаться, например, посредством приводного устройства клапана, например того, которое описано в патенте США 5584671. Можно также нагнетать жидкость отдельно из двух контейнеров с использованием двух насосов, каждый из которых подсоединяют к отдельному контейнеру и каждый работает в различное время.

Однако все же существует необходимость в системе последовательного ввода пациенту двух жидкостей, которая безопасна, относительно проста, легка в применении и требует только одного насоса.

Таким образом, согласно одному аспекту настоящего изобретения предложена капельница для последовательного ввода пациенту двух жидкостей из пары контейнеров, которая в соответствии с изобретением содержит пару узлов клапанов, каждый из которых сообщен с контейнером и включает корпус с тремя отверстиями и первым и вторым одноходовыми клапанами, отверстия узла клапана сообщены через камеру сообщения, впускное отверстие корпуса клапана имеет возможность уплотнения с первым одноходовым клапаном и обеспечения прохода потока жидкости через него только в камеру сообщения, выпускное отверстие корпуса клапана имеет возможность уплотнения со вторым одноходовым клапаном и обеспечения прохода потока жидкости через него только из камеры, а отверстие для сообщения с насосом имеет возможность сообщения с насосом. Капельница также содержит пару сегментов впускного трубопровода, каждый из которых соединяет контейнер с впускным отверстием корпуса клапанного узла, сегмент соединительного трубопровода, соединяющий отверстия корпусов двух узлов клапанов с насосом, и сегмент выпускного трубопровода, соединенный с выпускным отверстием корпуса каждого узла клапана для подачи жидкости к пациенту. Кроме того, каждый первый одноходовой клапан выполнен с возможностью обеспечения прохода потока жидкости через него при превышении перепада давления на клапане порогового давления, и каждый второй одноходовой клапан выполнен с возможностью обеспечения прохода потока жидкости через него при превышении перепада давления на клапане порогового давления. Кроме того, каждый одноходовой клапан включает в себя гибкую мембрану, деформируемую под действием давления в требуемом направлении потока, причем гибкая мембрана имеет сквозные перфорации, имеющие возможность открываться при выбранной степени деформации гибкой мембраны, позволяя потоку проходить через них. Каждый узел клапана имеет опору, имеющую возможность взаимодействия с каждой гибкой мембраной для предупреждения достаточной деформации гибкой мембраны в противоположном направлении потока для исключения обратного потока жидкости.

Согласно другому аспекту настоящее изобретение относится к насосной системе для последовательной подачи двух жидкостей из пары контейнеров к пациенту, которая в соответствии с изобретением содержит капельницу и насос, соединенный с сегментом соединительного трубопровода и имеющий возможность регулируемой подачи жидкости в обоих направлениях. Кроме того, насос имеет муфту, а сегмент соединительного трубопровода имеет соединительный элемент, форма которого соответствует форме муфты, для его ввода в муфту после правильного соединения насоса с сегментом соединительного трубопровода.

Согласно еще одному аспекту настоящее изобретение относится к способу последовательной подачи двух жидкостей из пары контейнеров к пациенту, отличающемуся тем, что осуществляют подачу жидкости в одном направлении из первого контейнера через насосную систему через сегмент впускного трубопровода, соединенный с первым контейнером, во впускное отверстие первого узла клапана, затем из него через отверстие первого узла клапана, сообщающееся с насосом, – в отверстие второго узла клапана, сообщающееся с насосом, из него через выпускное отверстие второго узла клапана через сегмент выпускного трубопровода – к пациенту, и изменяют направление подачи жидкости для нагнетания жидкости из второго контейнера через сегмент впускного трубопровода, соединенный со вторым контейнером, во впускное отверстие второго узла клапана, из него через отверстие второго узла клапана, сообщающееся с насосом, – в отверстие первого узла клапана, сообщающееся с насосом, затем из него через выпускное отверстие первого узла клапана и далее через сегмент выпускного трубопровода – к пациенту, причем направление накачки насосом изменяют автоматически в соответствии с командами, хранимыми в блоке управления, соединенном с насосом.

Варианты настоящего изобретения будут описаны теперь на примере со ссылкой на чертежи, на которых:
фиг. 1 показывает капельницу, соединенную с двумя контейнерами;
фиг. 2 – систему нагнетания, соединенную с двумя контейнерами;
фиг. 3А – вид в поперечном разрезе клапана в системах, представленных на фиг. 1 и 2, в состоянии покоя;
фиг. 3В – вид в поперечном разрезе клапана в первом рабочем положении;
фиг. 3С – вид в поперечном разрезе клапана во втором рабочем положении;
фиг. 4 – схематическое представление потока жидкости в системе, показанной на фиг. 2.

На фиг. 1 показана капельница 10 для одноразового применения, которую можно использовать для последовательного ввода двух жидкостей пациенту. Капельница 10 состоит из группы трубопроводов, пары капельных камер 36, 38 и пары клапанов 16, 18. Группа трубопроводов содержит пару ответвлений, которые соединены с трубкой 28 для ввода жидкостей посредством У-образного соединителя 46 и которые соединены вместе посредством соединительного трубопровода 30. Соединительный трубопровод 30 расположен вверх по течению от У-образного соединителя 46. Свободный конец трубки 28 для ввода жидкости подсоединен к соединителю 48. Соединитель 48 можно подсоединить, как это общепринято, к катетеру, трубке для энтерального ввода жидкостей и т.п. Если соединитель не применяют, то свободный конец соединителя 48 закрывают крышкой 50.

Каждое ответвление трубопровода образовано парой первых сегментов 20, 22 трубопровода и парой вторых сегментов 24, 26 трубопровода. Один конец каждого первого сегмента 20, 22 трубопровода можно подсоединить к выпускному отверстию 32 контейнеров 12, 14 для раздельных жидкостей. Другой конец каждого первого сегмента 20, 22 трубопровода подсоединяют к впускному отверстию 34 одного из клапанов 16, 18. Капельные камеры 36, 38 соединяют в первых сегментах 20, 22 трубопровода. Один конец каждого второго сегмента 24, 26 трубопровода подсоединяют к выпускному отверстию 44 одного из клапанов 16, 18, тогда как другой конец подсоединяют к У-образному соединителю 46. Между двумя клапанами 16, 18 расположен соединительный трубопровод 30, подсоединяющийся в каждом случае к отверстию 40 каждого клапана 16, 18 для установления сообщения. С соединительным трубопроводом 30 соединен профилированный соединительный элемент 42.

Обратимся теперь к фиг. 3А, каждый клапан 16, 18 состоит из корпуса 100, образованного из трех элементов корпуса: первый элемент 102, второй элемент 104 и третий элемент 106 корпуса. Второй элемент 104 корпуса выполнен в форме трубки, нижний конец которой закрыт основанием 114. Основание 114 имеет сквозное отверстие 116. Центральное отверстие второго элемента 104 корпуса образует камеру 108 над основанием 114. На внутренних боковых стенках второго элемента 104 корпуса, вблизи верхнего торца второго элемента 104 корпуса, образован кольцеобразный буртик 110. Через боковые стенки второго элемента 104 корпуса проходит боковое отверстие 112 между кольцеобразным буртиком 110 и основанием 104. Боковое отверстие 112 образует канал 40 для сообщения, с которым соединяется соединительная трубка 30. От нижнего торца основания 114 выступает кольцеобразная лапка 128.

Первый элемент 102 корпуса обработан точно по размеру, так что по меньшей мере его часть плотно входит в отверстие второго элемента 104 корпуса, образуя верхнее уплотнение для камеры 108. Первый элемент 102 корпуса имеет кольцеобразную лапку 118, выступающую от его нижнего торца. Кольцеобразная лапка 118 имеет форму, дополняющую кольцеобразный буртик 110 второго элемента 104 корпуса. Таким образом, когда первый элемент 102 корпуса входит во второй элемент 104 корпуса, кольцеобразный буртик 110 и кольцеобразная лапка 118 образуют кольцеобразный зажим. Через первый элемент 102 корпуса проходит впускная трубка 122 для образования впускного отверстия 34 к клапанам 16, 18. Первый элемент 102 корпуса имеет кольцеобразный ободок 124, выступающий в камеру 108 вокруг впускной трубки 122. Между кольцеобразным буртиком 110 и кольцеобразной лапкой 118 закреплена первая гибкая мембрана 120.

Третий элемент 106 корпуса выполнен также в форме трубки, но он имеет форму воронки. В боковых стенках отверстия третьего элемента 106 корпуса, вблизи его верхнего торца, образован кольцеобразный буртик 126. Кольцеобразный буртик 126 имеет форму, взаимодействующую с нижним торцом кольцеобразной лапки 128 второго элемента 104 корпуса. Таким образом, когда второй элемент 104 корпуса пригоняется на третьем элементе 106 корпуса, кольцеобразная лапка 128 и кольцеобразный буртик 126 образуют кольцеобразный зажим. Далее, кольцеобразная лапка 128 второго элемента 104 корпуса обработана точно по размеру, чтобы плотно входить в отверстие третьего элемента 106 корпуса для уплотнения верхнего торца третьего элемента 106 корпуса. От третьего элемента 106 корпуса выступает выпускная трубка 132 для образования выпускного отверстия 44 клапанов 16, 18. Между кольцеобразной лапкой 128 второго элемента 104 корпуса и кольцеобразным буртиком 126 третьего элемента 106 корпуса закреплена другая гибкая мембрана 130.

Первая и вторая гибкие мембраны 120, 130 изготовлены из упругого гибкого материала, обычно стерилизуемого материала, например, силикона, резины или любого другого соответствующего материала. Каждая мембрана 120, 130 имеет множество отверстий 132, 134 (показаны два), которые закрыты в их нерабочем положении на фиг. 3А и не позволяют потоку жидкости проходить через отверстия 132, 134. Мембраны 120, 130 выполнены по существу так, что отверстия 132, 134 открываются только тогда, когда перепад давления на мембранах составляет свыше примерно 20 кПа. Это позволяет исключить нежелательный свободный поток жидкостей из контейнеров 12, 14, устанавливаемых обычно на штативе высотой примерно 2 м в клинических условиях.

Насос 62 в системе насоса 60 (обозначены оба пунктирными линиями) соединен с соединительным шлангом 30 капельницы 10. В качестве насоса 62 используют предпочтительно перистальтический насос, однако можно также применять насос любого типа, способный накачивать жидкость с регулируемой скоростью в обоих направлениях и пригодный для применения в клинических условиях. Как это ясно показано на фиг. 2, система насоса 60 может включать в себя блок управления 64. Блок управления 64 обычно содержит панель управления 66, которая имеет дисплей 67 и клавишную панель 68. Клавишную панель 68 можно применять для ручного управления насосом, для ввода данных и т.п.

Блок управления 64 также включает в себя микропроцессор (не показан) для управления и привода насоса. Микропроцессор может включать в себя память (не показана) или может быть подсоединен к ней. Блок управления 64 может включать в себя также средство звуковой, визуальной или двойной аварийной сигнализации.

Система насоса 60 имеет муфту (не показана), форма которой соответствует профилированному соединительному элементу 42. Если система насоса правильно собрана, профилированный элемент 42 входит в муфту в системе насоса 60. Система насоса 60 может быть снабжена микропереключателем (не показан) в муфте, который посылает сигнал при входе профилированного соединительного элемента 42 в муфту. Этот сигнал извещает блок управления 64 о том, что система насоса собрана правильно. Блок управления 64 можно запрограммировать не включать насос 62 до тех пор, пока не будет получен сигнал.

Как четко показано на фиг. 2, капельницу 10 обычно устанавливают на штативе 70 с контейнерами 12 и 14, удерживаемыми кронштейном 72 наверху штатива 70.

Другой вариант системы насоса показан схематически на фиг. 2. Основным различием между вариантом на фиг. 2 и вариантом на фиг. 1 является то, что в варианте на фиг. 2 капельные камеры 36, 38 соединены с выпускными отверстиями 44 клапана 16, 18 не в первых сегментах 20, 22 трубопровода.

Во время применения включают насос 62 для накачки жидкости из одного из контейнеров 12, 14 к пациенту. Например, насос 62 засасывает жидкость из левого контейнера 12 на фиг. 1. Жидкость засасывается в первый сегмент 20 трубопровода 20 через капельную камеру 36 и во впускное отверстие 34 клапана 16.

До запуска насоса 62 клапан 16 находится в состоянии покоя, показанном на Фигуре 3А. Когда жидкость направляется через впускной трубопровод 122, первая гибкая мембрана 120 растягивается и отклоняется, как показано на Фигуре 3В. При достижении выбранного перепада порогового давления и достаточном растяжении первой гибкой мембраны 120 отверстия 132 в мембране 120 расширяются и открываются, позволяя потоку жидкости проходить из впускного трубопровода в камеру 108. Одновременно всасывание, осуществляемое насосом 62, уменьшает давление в соединительном трубопроводе 30 на нагнетательном конце насоса 62 и в камере 108 клапана 16. Это заставляет вторую гибкую мембрану 130 уплотняться с основанием 114 второго элемента 104 корпуса. Жидкость, поступающая в камеру 108, течет затем из камеры 108 через боковое отверстие 112 в соединительный трубопровод 30. Жидкость не может проникать через вторую гибкую мембрану 130.

Насос 62 направляет жидкость затем в другой клапан 18. Как четко показано на фиг. 3С, жидкость поступает в клапан 18 через боковое отверстие 112. Находясь в камере 108 клапана 18, жидкость прижимает первую гибкую мембрану 120 к первому элементу 102 корпуса. Таким образом, первая гибкая мембрана 120 не может отклоняться достаточно, чтобы позволить жидкости течь через нее. Однако избыточное давление, создаваемое в камере 108 насосом 62, заставляет вторую гибкую мембрану 130 растягиваться и отклоняться. Когда достигается выбранный перепад порогового давления и вторая гибкая мембрана достаточно растягивается, отверстия 134 в мембране 130 расширяются и открываются, позволяя потоку жидкости проходить из камеры 108 и выпускного трубопровода 132.

Жидкость затем проходит через правый второй сегмент 26 трубопровода, который соединен с выпускным отверстием 44 клапана, через У-образный соединитель 46 и в трубопровод 28 для ввода жидкости пациенту.

Небольшое количество жидкости может сначала течь в левый второй сегмент 24 трубопровода, но она может проходить в левый клапан 16, так как этому препятствует вторая гибкая мембрана 130 левого клапана 16. Поэтому путь потока жидкости такой, как показывает стрелка I на фиг. 4.

В том случае, если потребуется вводить вторую жидкость, просто изменяют направление накачки жидкости насосом 62. Тогда путь потока жидкости будет таким, как показывает стрелка II на фиг. 4. Направление накачки насосом 62 можно изменять вручную или автоматически в выбранные интервалы времени посредством блока управления 64.

Таким образом, настоящая система предлагает безопасное средство для последовательного ввода двух жидкостей пациенту, которое очень простое в работе.

Следует отметить, что настоящая система может работать в различных режимах. Например. система может сначала промыть капельницу промывочным раствором, а затем переключиться на подачу питательной жидкости. Через выбранные интервалы времени система может снова переключиться на промывочный раствор для непродолжительной промывки капельницы 10 с целью уменьшения возможности ее забивания.

В качестве другого примера система может подавать установленное количество одной жидкости пациенту и затем подавать выбранное количество другой жидкости пациенту.

Следует отметить, что в объеме настоящего изобретения, определенного формулой изобретения, возможны различные модификации в предпочтительных вариантах. Например, несущественно, чтобы капельные камеры 36, 38 были соединены в капельнице 10. Неважно также оснащение насоса 62 гнездом и соединительным трубопроводом 30 с профилированным соединительным элементом 42. Аналогично, У-образный соединитель 46 можно заменить любым соответствующим соединителем. Аналогично, в капельнице необязательно следует применять описанные клапаны 16, 18.

Можно применять другие клапанные устройства, например, каждый клапан 16, 18 можно заменить узлом из пары одноходовых клапанов, которые открываются при достижении порогового давления. В этом случае соединительный трубопровод будет выступать из положения между парой одноходовых клапанов каждого узла.

Формула изобретения

1. Капельница для последовательного ввода двух жидкостей из пары контейнеров пациенту, отличающаяся тем, что содержит пару узлов клапанов, каждый из которых сообщен с контейнером и включает корпус с тремя отверстиями и первым и вторым одноходовыми клапанами, отверстия узла клапана сообщены через камеру сообщения, впускное отверстие корпуса клапана имеет возможность уплотнения с первым одноходовым клапаном и обеспечения прохода потока жидкости через него только в камеру сообщения, выпускное отверстие корпуса клапана имеет возможность уплотнения со вторым одноходовым клапаном и обеспечения прохода потока жидкости через него только из камеры, а отверстие для сообщения с насосом имеет возможность сообщения с насосом, пару сегментов впускного трубопровода, каждый из которых соединяет контейнер с впускным отверстием корпуса клапанного узла, сегмент соединительного трубопровода, соединяющий отверстия корпусов двух узлов клапанов с насосом, и сегмент выпускного трубопровода, соединенный с выпускным отверстием корпуса каждого узла клапана для подачи жидкости к пациенту.

2. Капельница по п. 1, отличающаяся тем, что каждый первый одноходовой клапан выполнен с возможностью обеспечения прохода потока жидкости через него при превышении перепада давления на клапане порогового давления.

3. Капельница по п. 2, отличающаяся тем, что каждый второй одноходовой клапан выполнен с возможностью обеспечения прохода потока жидкости через него при превышении перепада давления на клапане порогового давления.

4. Капельница по п. 1, отличающаяся тем, что каждый одноходовой клапан включает в себя гибкую мембрану, деформируемую под действием давления в требуемом направлении потока, причем гибкая мембрана имеет сквозные перфорации, имеющие возможность открываться при выбранной степени деформации гибкой мембраны, позволяя потоку проходить через них.

5. Капельница по п. 4, отличающаяся тем, что каждый узел клапана имеет опору, имеющую возможность взаимодействия с каждой гибкой мембраной для предупреждения достаточной деформации гибкой мембраны в противоположном направлении потока для исключения обратного потока жидкости.

6. Насосная система для последовательной подачи двух жидкостей из пары контейнеров к пациенту, отличающаяся тем, что содержит капельницу по любому из пп. 1-5 и насос, соединенный с сегментом соединительного трубопровода и имеющий возможность регулируемой подачи жидкости в обоих направлениях.

7. Насосная система по п. 6, отличающаяся тем, что насос имеет муфту, а сегмент соединительного трубопровода имеет соединительный элемент, форма которого соответствует форме муфты, для его ввода в муфту после правильного соединения насоса с сегментом соединительного трубопровода.

8. Способ последовательной подачи двух жидкостей из пары контейнеров к пациенту, отличающийся тем, что осуществляют подачу жидкости в одном направлении из первого контейнера через насосную систему по любому из п. 6 или 7 через сегмент впускного трубопровода, соединенный с первым контейнером, во впускное отверстие первого узла клапана, затем из него через отверстие первого узла клапана, сообщающееся с насосом, – в отверстие второго узла клапана, сообщающееся с насосом, из него через выпускное отверстие второго узла клапана через сегмент выпускного трубопровода – к пациенту, и изменяют направление подачи жидкости для нагнетания жидкости из второго контейнера через сегмент впускного трубопровода, соединенный со вторым контейнером, во впускное отверстие второго узла клапана, из него через отверстие второго узла клапана, сообщающееся с насосом, – в отверстие первого узла клапана, сообщающееся с насосом, затем из него через выпускное отверстие первого узла клапана и далее через сегмент выпускного трубопровода – к пациенту.

9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что направление накачки насосом изменяют автоматически в соответствии с командами, хранимыми в блоке управления, соединенном с насосом.

РИСУНКИ