CN103037919B - 自清洁式分流管 - Google Patents

Abstract

一种用于在分流管上使用的自清洁式入口头部。该头部具有管和清洁元件，该管具有被布置在管的管壁中的开口，并且该清洁元件被安装在该管中。清洁元件可以包括中心轴，该中心轴具有多个优选地在与管的管壁中的开口的位置基本完全相同的方位从其伸出的刚毛。清洁元件与管之间的相互振动使得刚毛的至少一部分进入开口，从而保持其畅通，并且防止组织发育进入其中。振动可以通过外部场在清洁元件的反应部分的动作，诸如外部磁场在清洁元件或刚毛的磁性部分或磁化部分上操作而产生。替代地，外部场可以是在刚毛上操作的超声场。

Description

自清洁式分流管

技术领域

本发明涉及一种自清洁式入口，该自清洁式入口用于流体分流管，特别是用于排出脑脊髓液（CSF），如被用在脑水肿的治疗中。

背景技术

分流管一般被用作内部医疗装置以将异常流体从不同器官中排出。首先参考图1，其展示了被植入到儿童的颅腔中的CSF分流管。以更大比例在图2中示出的分流管头部10，由中空导管20组成，该中空导管20通常由硅制成，沿其长度具有一系列穿孔21、22，该孔一般具有不同的大小和不同的间距，从而使得围绕分流管积累的流体能够通过该孔排出到管中，并且排出到远离应当从中排出流体的区域。过剩的流体大体上被排出到体腔（诸如腹腔）中。分流管头部可以具有压印在其上的长度校准，从而使得医生能够估算分流管头部已被插入颅腔了多长。分流管头部借助于管状接头18被接附到排出管12，该排出管12通常将过剩的脑脊液输送进患者的腹腔中。排出管大体上被植入皮肤正下方，其中通向将排液的颅腔区域和通入腹腔分别借助于在脑膜和腹膜中的小切口16而实现。为了允许患者从幼儿时期成长而不需要更换分流管，排出管14的端部部分可以在腹腔中被捆绑，从而使得其能够随着儿童的成长而瓦解。尽管CSF分流管或许是最常用的分流管，需要了解的是，这种分流管也能够被应用到身体的需要排出多余流体的任何其它部分，诸如在导尿管中、膀胱造口中、腹膜透析中、以及其它。此外，这种分流管也能够被用在工业应用中，其中可能需要从远程的难以接近的位置排出流体。

这种当前技术的简单分流管大体上具有两个主要问题：

（i）入口小孔可能被堵塞，以及

（ii）其可能被感染。

当分流管被堵塞时，应当通过手术尝试将其从身体中移除。在不可能将其移除的情况下，另一分流管可以平行于出故障的分流管被放置。当分流管被感染时，其必须通过手术从身体中移除。这种类型的手术一般是高风险的过程。

在图1和2中示出的简单的现有技术中的分流管具有显著的缺点，即，在一段时间后，在人体内，活体组织的生长可能导致孔被组织阻塞。这种组织大体上是分流管阻塞的主要原因。当试图通过手术取出分流管时，向内生长的组织可能破裂，导致脑室出血，其可能危及生命。

为了避免这种流血风险，医生有时不愿移除分流管，而是除原本被损坏或被堵塞的分流管外又植入另一分流管。这个过程包括手术并且新分流管也可能引起感染。当分流管被感染时，其必须在任何新装置被插入前被移除。在这种情况下，如果硅管需要被移除，并且如果其被卡在脉络丛中，那么为了防止脑室出血，需要进行开颅和脑室手术。

为了避免这种并发症，多个自清洁式分流管头部已经在现有技术中被提出。许多依赖于分流管头部使用管中的流体的反冲洗。一种这种现有技术的分流管在D.Bron的美国专利No.5,584,314“用于流体的自清洁式入口头部”中被示出。头部通过手动按压被植入皮下的贮液器从而借助于分流管流体引起清洁动作而被清洁。然而，这种分流管的头部看起来是机械地复杂的，其可能导致在长期中可靠性降低。

在共同未决的国际专利申请No.WO2008/12608“振动机器人式爬行器”中，具有一位与本申请共同的发明人，该申请描述了一种自主振动驱动装置，用于通过利用被接附到设备的主体的柔性纤维阵列通过管腔运动。在那个公布中，描述了这种装置的一种应用，用于保持分流管孔畅通无阻。振动机器人式爬行器能够在管中爬行，并且适合于在这种分流管中打开堵塞物，通常避免了分流管重整手术的需要。然而，其与分流管流体入口孔自身被堵塞的问题并不相关，该分流管流体入口孔可能被向内生长的活体组织（诸如脉络丛或血凝块）阻塞。

说明书中的本小节以及其它小节中提及的文献中的每个的公开内容，均整体通过引用的方式被合并于此。

发明内容

自清洁式分流管头部包括两个部件，其共同操作。分流管头部的前端是管的形式，该管具有开口用于排出过剩的流体，并且该管取代原本的分流管头部的带孔的末端。在该管中布置有内部加长的清洁元件，其可以由具有从中心轴伸出的刚毛的中心轴便利地构成，该刚毛能够贯穿管的排出开口。清洁元件类似长刷子。该元件或其刚毛能够振动，从而使得刚毛在开口中产生清洁动作，把在其中发现的任何碎片或血块清洁掉，并且防止活体组织生长进入。开口能够是孔或槽的形式，并且最有利地被设置在预定的阵列中。刚毛在清洁元件上的位置应当被设置成具有相似的阵列间距和角度定位，从而使得当清洁元件和管正确地对齐时，刚毛被正确地定位以进入开口。正确的径向定位可以通过任意的简单机械方法（诸如键槽）而实现。振动能够通过任意允许远程振动实现方法被实现。一种特别简单的方法是将铁磁性或者甚至磁性元件接合进清洁元件中，并且使得其借助于外部施加的磁场而振动。作为振动整个清洁刷的替代方式，刚毛能够用铁磁性或磁性材料制造，从而使得其单独振动。另一替代方式是使用适当的外部施加的超声场，以使得刚毛振动。

即使在感染的情况下，使用这种分流管头部也使得从体内移除分流管更加简单，而没有危及生命的内部出血的风险，因为在分流管孔中不存在活体组织而使得将分流管取出的危险性较小。在没有发生感染的情况下，自清洁式分流管应当适合于在其整个使用期限内使用。

因此依照在本公开中描述的装置的示例性实施例，提供用于在分流管上使用的流体入口头部，该头部包括：

（i）第一管，其具有被布置在其管壁中的一组开口，以及

（ii）清洁元件，其包括中心轴，该中心轴具有多个从其伸出的刚毛，从而使得当清洁元件被安装在第一管中时，刚毛的至少一部分能够进入开口，

其中清洁元件适合于当受到振动发生装置作用时振动，从而使得刚毛能够在开口中移动。

在这种流体入口头部，第一管可以是基本上圆筒形的。此外，开口可以被布置在管壁中的预定的侧向和径向位置中，并且刚毛在基本与第一管的管壁中的开口的侧向和径向位置对齐的侧向和径向方位中从清洁元件伸出。在任意上述头部中，刚毛可以被接附到清洁元件的中心轴。

附加的实施例能够包括如上所述的流体入口头部，其中振动发生装置包括外部场，该外部场在清洁元件上操作。在这种情况下，外部场可以是交变磁场，并且清洁元件则应当包括磁性材料和磁化材料中的至少一种。在那种情况下，中心轴可以由磁性材料和磁化材料中的一种构成，和/或刚毛的至少一部分可以由磁性材料和磁化材料中的一种构成。

作为这种场的替代，振动发生装置可以包括外部施加的超声场，该超声场具有在刚毛的至少一部分的机械自谐振频率范围内的频率。

作为使用外部施加场的替代，在其它示例性实施例中的振动发生装置可以是被布置在清洁元件上的振动换能器，并且能够是机械式换能器、电磁式换能器、或压电式换能器、或其它适当类型的换能器中的任意一种。

此外，上述头部中的任意的替代实施例还可以具有一定长度的刚毛，从而使得其基本不通过开口伸出超过所述第一管的外壁。

此外，用于在分流管上使用的流体入口头部的其它示例性实施例还可以包括第二管，该第二管具有一组开口，该开口中的至少一部分被布置在第二管的管壁的与所述第一管的预定的侧向和径向方位相同的侧向和径向方位中，第二管被安装在第一管内，从而使得当第一管和第二管的互相成行排列的多组开口未对齐时，在清洁元件上的刚毛不能伸出到第一圆筒形管中的开口中。这种实施例还应当包括用于改变第一管和第二管的对齐度的结构，从而使得多组开口能够仅在所述流体入口头部的安装之后互相成行排列。

另一实施例进行了一种保持用于在分流管上使用的流体入口头部的开口畅通的方法，包括：

（i）提供用于在分流管上使用的流体入口头部，流体入口头部包括第一管、清洁元件，第一管具有被布置在第一管的管壁中的一组开口，清洁元件包括中心轴，中心轴具有多个从其伸出的刚毛，从而使得当清洁元件被安装在第一管中时，刚毛的至少一部分能够进入开口，以及

（ii）振动清洁元件从而使得刚毛能够在开口中移动，从而保持开口畅通。

在这种方法中，振动可以通过使用在清洁元件上操作的外部场而进行。外部场可以是交变磁场，并且清洁元件则应当包括磁性材料和磁化材料中的至少一种。替代地，轴可以由磁性材料和磁化材料中的一种构成，或刚毛的至少一部分可以由磁性材料和磁化材料中的一种构成。

作为替代，外部施加场可以是超声场，该超声场具有在刚毛的至少一部分的机械自谐振频率的范围内的频率。

在这些方法的一些其它示例性实施例中，清洁元件还可以包括振动换能器，并且振动通过驱使振动换能器而进行。这种振动换能器可以是机械式换能器、电磁式换能器、或压电式换能器中的任意一种。

附图说明

现要求保护的本发明将通过下面的详细描述并结合附图而被更好地理解和领悟，其中：

图1展示了现有技术的CSF分流管装置，其被植入到儿童的颅腔中；

图2示意性地示出了现有技术的分流管头部；

图3示意性地展示了适合于在分流管的前端处使用的示例性的管元件；

图4A和4B是适用于与图3中的排出管元件一起使用的清洁元件的两个示意图；

图5是本应用的完全组装好的自清洁式分流管头部的剖视图；

图6是如图5所示的完整头部的“X射线”轴测图；以及

图7示意性地展示了图5和6中的装置的另一实施例，利用第二圆筒形管以防止当安装头部时刚毛从头部突出。

具体实施方式

现参考图3，该图示意性地展示了适合于在分流管的前端处使用的管元件50的示例。在图3中示出的示例中，流体排出开口被设置成沿着管的长度向下的槽的阵列，每个阵列被定位在围绕管的圆周的不同角度位置处。在图3所示的示例中，槽52、54的两个可见行被示出，其被设置在彼此成角度地正交的位置，然而这种管通常可以具有四个这种行，其被设置成彼此成90°角，或可以具有任意其它的开口行数。此外，尽管该管被示出为基本上具有圆筒形轮廓，这是对于制造者而言最方便的形状，具有其它剖面轮廓形状的管也能够在本应用中使用。

现参考图4A和4B，该图示意性地展示了适合于与图3中的排出管一起使用的清洁元件。图4A是清洁元件的侧视图，而图4B是其端部视图。清洁元件具有中心轴41，其具有被接附到其的多个刚毛42、44。刚毛优选地纵向地沿着轴定位从而使得连续的刚毛之间的距离与管中的连续的开口之间的距离相同。类似地，它们应当优选地在与管中的开口相同的角度间隔处径向地围绕轴定位。在图4A和4B中示出的示例中，刚毛的四个径向组被示出为彼此成直角定位。刚毛的设置应当使得当清洁元件被正确定位时，刚毛被定位成对着管中的开口。

现参考图5和6，每个图展示了完全组装好的自清洁式分流管头部。图5头部的剖面图，而图6是头部的透视轴测图。在图5中，刚毛44被示出为伸出到槽54中。在图6的轴测图中，刚毛的两个正交组均被示出为伸出到其对应的槽中。刚毛44在图的竖直方向向上和向下延伸到槽54中，而刚毛42在图的水平方向侧向延伸到槽52中。

为了使得刚毛进行其清洁动作，清洁元件必须被振动。一种特别简单的实现这种振动的方式是通过使得一个或多个板载磁体或铁磁性塞被接附到清洁元件的轴，或通过用磁性材料或磁化材料制造清洁元件的轴本身，并且借助于线圈或振动永磁体施加外部交变磁场，这将作用在清洁元件上的一个或多个小磁体或铁磁性元件并且引起其振动。这个实施例允许无限的操作时间，因为用于产生振动的活化能由外部提供并且不依赖于使用板载电池，而又保持操作的简单性。施加的场的方向可以是使得清洁元件沿着其长度振动的方向，或是除轴向以外的其它方向，该方向使得刚毛贯穿槽的开口，或是这些动作的任意组合。因此，例如，由于轴的直径可以小于管的内直径，从而能够提供足够的间隙使得清洁元件以围绕垂直于管的轴线旋转运动方式振动，从而使得清洁元件进行拉锯式的运动，其中在相反端处的刚毛在管的相反侧贯穿槽。通常，振动发生装置应当诸如尽可能地降低对于外部施加的场的方向的敏感性，以便当清洁过程启动时不限制患者的位置。刚毛以任意方式进入槽中而导致的槽的成功畅通可以是有利的。

作为使得轴振动的替代的方法，能够诸如通过用磁化材料或磁性材料制成纤维并且施加外部交变磁场，或通过任意其它适当的方法在纤维中直接产生振动。外部的场能够从被治疗者的身体外部施加，分流管被安装在该被治疗者的身体中。

产生振动的替代方法能够是通过使用被外部施加的与刚毛的机械自谐振频率相关的超声波信号，从而使得该刚毛在场被施加时振动。

振动必须有特定的幅度和方向使得刚毛在管中的开口内振动。最佳地，刚毛应当贯穿槽到其全部深度，从而使得没有组织生长或堵塞能够在槽中的任何深度发生。为了避免伤害到围绕管的组织，明智的是可以限制管外侧的延伸，尽管管外侧的一些贯穿可以被允许。可以在不同的方向有多个槽，从而使得清洁过程能够对于外部施加的场的方向较不敏感。

还能够使得板载振动发生装置56安装在清洁元件上，诸如在图5中示意性地示出的。清洁过程的操作则能够变得更简单，因为无需启动任何外部作用，而是自主地完成清洁。板载电源可以是长期的，或可以能够被外部电源充电。板载振动发生装置能够是磁性换能器、压电式换能器、或诸如借助于偏心或阶梯形旋转元件的机械换能器、或任何其它形式的振动发生装置。内部电池能够借助于外部施加的感应场在需要时充电，如同现有技术中公知的。作为使用板载电池的替代，振动换能器能够被配置成具有连接到外部电源连接器的引线，并且当清洁过程将启动时振动换能器通过外部电源与连接器的连接而被直接供电。

在使用中，具有开口的管在安装前被安装在分流导管的端部上，清洁元件在该管内部。清洁元件和管的组合被接附到正常分流管而非其打孔部分。最终结果看上去与原本分流管的形状和大小类似，除了打孔部分已被管和带刚毛清洁元件替换。作为替代，清洁元件可以被嵌入到原本分流管的头部管中。作为替代，一旦分流管就位，清洁元件能够被安装。在预定的间隔处的清洁元件振动，为了确保开口对于向内生长的组织畅通。

清洁元件在管内部的移动依赖于磁体的对齐度、振幅和通过外部源产生的磁场的频率（使用磁场驱动的应用的示例）。产生的动作可以使得刚毛大体上能够以两种方式移动：

（i）通过轴向运动在管槽内部前后移动；

（ii）通过径向或旋转运动进出管槽；

或其组合。通过其移动，清洁元件在槽内部改变了水力流动模式，使得组织不可能在开口附近和内部生长，并且防止活体组织生长进槽内部。此外，刚毛自身能够在清洁阶段之间机械地清理掉任何开始在开口中形成的组织。

现参考图7，该图展示了本装置的另一实施例，该实施例利用了第二圆筒形管70，在安装该装置时，该第二圆筒形管的操作增加安全系数。第二管70在第一管50内部同心地配合，并且具有一系列在与外管中的开口基本上相同的位置的开口74。为了防止刚毛在分流管的安装过程中扎入周围组织中，两个同心管被设置成对齐的从而使得在插入过程中开口彼此不相对，从而防止刚毛从外管伸出并且引起对周围组织的可能的损伤。一旦分流管的头部被安装到其理想位置中，内管就能够被移动从而使得内管和外管的开口被对齐，并且刚毛能够穿入开口中以进行其清洁动作。一旦最终位置已被确认，这个移动就能够借助于通过安装设备所给予的简单机械运动而产生。内管和外管的相互运动在侧向上最方便进行，尽管转动也可以被使用。在图7中，开口被示出为在安装后的正常使用过程中在其打开的对齐位置，从而使得刚毛能够正确地操作以保持开口畅通。

本领域中的技术人员应当认识到的是，本发明并不限于上文中所具体示出和描述的。而是，本发明的范围包括上文中描述的各种特征的组合和子组合，以及其变化和修改，阅读过上面的描述的本领域中的技术人员将会想到该变化和修改，并且该变化和修改并不存在于现有技术中。

Claims (21)

1.一种用于在分流管上使用的流体入口头部，包括：

第一管，所述第一管具有被布置在所述第一管的管壁中的一组开口；以及

清洁元件，所述清洁元件包括中心轴，所述中心轴具有多个从所述中心轴伸出的刚毛，从而使得当所述清洁元件被安装在所述第一管中时，所述刚毛的至少一部分能够进入所述开口；

其中所述清洁元件适合于当受到振动发生装置作用时振动，从而使得所述刚毛能够在所述开口中移动；

所述开口被布置在所述管壁中的预定的侧向和径向位置，并且所述刚毛在基本与所述第一管的管壁中的所述开口的侧向和径向位置对齐的侧向和径向方位中从所述清洁元件伸出。

2.如权利要求1所述的用于在分流管上使用的流体入口头部，其中所述第一管基本上是圆筒形的。

3.如权利要求1、2中任一所述的用于在分流管上使用的流体入口头部，其中所述刚毛被接附到所述清洁元件的中心轴。

4.如权利要求1所述的用于在分流管上使用的流体入口头部，其中所述振动发生装置包括在所述清洁元件上操作的外部场。

5.如权利要求4所述的用于在分流管上使用的流体入口头部，其中所述外部场是交变磁场，并且所述清洁元件包括磁性材料和磁化材料中的至少一个。

6.如权利要求5所述的用于在分流管上使用的流体入口头部，其中所述轴由磁性材料和磁化材料中的一种构成。

7.如权利要求5所述的用于在分流管上使用的流体入口头部，其中所述刚毛的至少一部分由磁性材料和磁化材料中的一种构成。

8.如权利要求1所述的用于在分流管上使用的流体入口头部，其中所述振动发生装置是被布置在所述清洁元件上的振动换能器。

9.如权利要求8所述的用于在分流管上使用的流体入口头部，其中所述振动换能器是机械式换能器、电磁式换能器、或压电式换能器中的任意一种。

10.如权利要求1所述的用于在分流管上使用的流体入口头部，其中所述振动发生装置包括外部施加的超声场，所述超声场具有在所述刚毛的至少一部分的机械自谐振频率的范围内的频率。

11.如权利要求1所述的用于在分流管上使用的流体入口头部，其中所述刚毛的长度使得所述刚毛基本不穿过所述开口伸出超过所述第一管的外壁。

12.如权利要求2所述的用于在分流管上使用的流体入口头部，所述流体入口头部还包括第二管，所述第二管具有一组开口，所述开口的至少一部分被布置在所述第二管的管壁的与所述第一管的预定的侧向和径向方位相同的侧向和径向方位中，所述第二管被安装在所述第一管内，从而使得当所述第一管和所述第二管的互相成行排列的多组所述开口未对齐时，在所述清洁元件上的所述刚毛不能伸出到圆筒形的所述第一管中的所述开口中。

13.如权利要求12所述的用于在分流管上使用的流体入口头部，所述流体入口头部还包括用于改变所述第一管和第二管的对齐度的结构，从而使得多组所述开口能够仅在所述流体入口头部的安装之后互相成行排列。

14.一种保持用于在分流管上使用的流体入口头部的开口畅通的方法，包括：

提供用于在所述分流管上使用的流体入口头部，所述流体入口头部包括第一管、清洁元件，所述第一管具有被布置在所述第一管的管壁中的一组开口，所述清洁元件包括中心轴，所述中心轴具有多个从所述中心轴伸出的刚毛，从而使得当所述清洁元件被安装在所述第一管中时，所述刚毛的至少一部分能够进入所述开口；所述开口被布置在所述管壁中的预定的侧向和径向位置，并且所述刚毛在基本与所述第一管的管壁中的所述开口的侧向和径向位置对齐的侧向和径向方位中从所述清洁元件伸出；以及

振动所述清洁元件从而使得所述刚毛能够在所述开口中移动，从而保持所述开口畅通。

15.如权利要求14所述的方法，其中所述振动通过使用在所述清洁元件上操作的外部场而进行。

16.如权利要求15所述的方法，其中所述外部场是交变磁场，并且所述清洁元件包括磁性材料和磁化材料中的至少一种。

17.如权利要求16所述的方法，其中所述轴由磁性材料和磁化材料中的一种构成。

18.如权利要求16所述的方法，其中所述刚毛的至少一部分由磁性材料和磁化材料中的一种构成。

19.如权利要求14所述的方法，其中所述清洁元件还包括振动换能器，并且所述振动通过驱使所述振动换能器而进行。

20.如权利要求19所述的方法，其中所述振动换能器是机械式换能器、电磁式换能器、或压电式换能器中的任意一种。

21.如权利要求14所述的方法，其中所述振动包括施加外部的超声场，所述超声场在所述刚毛的至少一部分的机械自谐振频率的范围内。