CN104274887A - 阻止空气进入输液管中的输液器 - Google Patents

阻止空气进入输液管中的输液器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种在输液过程中能提供持续递送无气液体给患者的输液器。尤其的是，本发明提供一种输液器，所述输液器通过使用具有特定润湿时间和特定平均孔径的亲水膜能阻止气体穿过滴室进入输液管，其中亲水膜在重力的作用下产生一定的气泡压力点以促使不断的无气输液流过。本发明进一步提供一种一旦关闭就无气泡能在滚动夹沿着输液管方向调整时进入亲水膜的回形针，进而确保多个输液过程中输液瓶的更换，尤其在滴室是空的时候，阻止了气体栓塞在患者身上发生。

Description

阻止空气进入输液管中的输液器
技术领域
本发明涉及一种在输液过程中提供持续无气递送形式的液体给患者的输液器。尤其的是，本发明提供一种输液器，所述输液器通过使用具有特定润湿时间和特定平均孔径的亲水性膜来阻止气体通过滴室进入输液管，其中亲水膜在重力的作用下产生一定的气泡压力点以促使不断的无气输液流过。本发明进一步提供一种一旦关闭就不会有气泡因滚动夹沿着输液管方向调整而穿过亲水性膜的回形针，进而确保在多个输液过程中输液瓶的更换，尤其在滴室是空的时候，阻止了气体栓塞在患者身上发生。
背景技术
静脉输液流程在医院里普遍用于将液体(如生理盐水、葡萄糖溶液、药品等)输送到寻求治疗的患者身上。在医院里，所使用的静脉输液流程设备要么是重力驱动，要么是泵驱动。
重力驱动的输液装置典型地包括一种常规的输液线，所述输液线包括下端有或无阻气亲水性膜的滴室，一段能将滴室下端连接到连接器的管道，所述连接器然后通过传统接入方式如针管、导管或类似物与病人相连；所述滴室的上端具有能用于刺穿含有特定输液的瓶子的针头。整个包含瓶子、针头以及滴室的装置挂在能提供足够高度的支架上以致于输液在重力作用的驱动下向下流向患者体内；在滴室和连接器之间的输液管上设置一种既能关闭输液管又能调节输液流速的安全阀如滚动夹。一旦含有液体的瓶子接近空瓶或是空瓶时，所述滚动夹也能用于关闭输液管。
各种问题均与有或无阻气膜的输液装置有关。普遍存在于无阻气膜的传统输液装置中的问题之一是一定量的以气泡形式存在的空气常常在输液过程中会不时地进入血液循环中并导致空气栓塞。
根据空气栓塞的大小，患者遭受的各种并发症包括胸痛、喘息、呼吸困难、中风、心动过速(心跳快)、意识突然丧失导致死亡等。除了要面对患者向医院提起可能的过失赔偿外，更普遍的是医院将会出现因空气栓塞并发症病例而承担额外的医疗费用。
空气进入无阻气膜输液器的输液管中主要由以下原因导致的：
(a)输液开始时输液线启动不当；
(b)输液过程中快速滴液；
(c)当输液瓶流空时，输液过程并未停止；
(d)输液器放置不当或在紧急情况下处于倾斜位置。
为了克服这些问题，医务人员通常会不断地监控输液水平以防输液管中出现气泡，如果发现气泡，则会手动将气泡推出输液管。手动推出输液管中的气泡会耗费医务人员大量的时间。在需要重新启动的情况中，也会增加导管感染的机率。所有这些由医务人员承担的额外工作也会增加为病人提供医疗保健的成本。
为了阻止上面所强调的空气进入输液管中，已采用了各种方法。所使用的方法之一是在输液器中设置阻气膜。尽管如此，在市售的带有阻气膜的输液器中，输液线启动不当仍会导致气泡因滚动夹在安装过程中和新输液瓶的更换过程中的调节而进入输液线中。这是因为滚动夹的结构在有阻气膜的输液装置中单独使用时会引起空气栓塞。滚动夹的工作原理是输液管逐渐被滚动夹紧压来获得合适的压缩量以提供期望的流速。因为滚动夹挤压以及在调节和锁定的过程中沿着输液管表面的两个方向上移动，最终在膜下表面上起作用的液体里会产生额外的正或负压力。这些额外产生的压力大小取决于滚动夹移动的速度。偶尔会产生比润湿膜的水泡压力点更大的吸入压力，则气泡会通过膜吸入输液管中。
在新输液装置安装的过程中，首先将滚动夹推到锁定位置，并且针头插入输液瓶中。然后压缩滴室几次促使液体以所期望水平从瓶中流入滴室中。滚动夹然后从锁定位置松开直到所有气泡被完全排出。滚动夹然后再次锁定以致于其连上针管或导管。在针管或导管牢固连接后，滚动夹打开并调节以最终产生所期望的滴速。
输液结束时，瓶将变空，滴室中的液体将慢慢流下并在膜的上表面的右上方停止。完全润湿的膜将起到空气屏蔽作用，因此只要滚动夹不调整，就没有气泡穿过并进入输液线中。这时，输液线中从膜到病人的液体高度将保持不变。如果需要多次输液时，则需从相同的输液装置中拔出空的输液瓶，并在不改变滚动夹调整的情况下，将针头重新插入新瓶中。
尽管如此，在实际应用中，由于在建立新线中的习惯性动作，在拔出并重新将针头插入新瓶之前，医务人员偶尔会将滚动夹再次推倒锁定位置上。推动滚动夹的动作会在空滴室的润湿膜的下表面上产生吸入压力。假如产生的吸入压力大于润湿膜的水泡压力点，即仅仅稍微大于30kPa(0.3bar)，气泡就会在不注意的情况下通过膜吸入输液线中。因此一旦输液用新的液体瓶重新开始时，空气栓塞就会引入病人体内。
在市售带有阻气膜的输液器中普遍存在的另一个问题是有时在安装一个新输液装置后并用输液填补滴室所需要的量，滴室中的液体不会在重力作用下开始流出，甚至当滚动夹完全打开时。假如按照制造商的说明书来使用输液装置，一旦出现，将要求用户或医务人员通过在输液瓶上的两个方向移动滚动夹或手动抽吸滴室产生吸入作用来启动输液。这些挤压或抽吸行为对医务人员而言不方便。
阻止空气进入管中的另一种方法是使用带有气液分离器的泵驱动静脉输液器，这类装置包含一个被亲水膜分离的包含体形成的两个相邻室，这包含体具有一个用于包含液体和气体微粒的流体的入口孔。液体能通过亲水膜并穿过出口孔。到达第一室的气体通过亲水膜的第二孔上游位置排出，并且为了阻止液体从这些孔中排出至少要使用一张亲水膜。
以上描述的装置能将包含气体微粒的液体分成两部分，即从第二室的出口孔中排出的液体部分，以及从第一室的第二孔中释放的气体部分。应该意识到所描述的气体分离装置并不需要为了分离气体使液体停止不动。换句话说，穿过分离装置的液体不断地被分成持续成线流的液体以及排出外面的气体。
虽然在泵驱动的输液器中气液分离器的使用明显有助于降低患者空气栓塞的发生，但是流体收集室仅仅在室中液体出现最小量时才能从液体中分离空气。如果收集室中液体用完，当输液液体用完时一定时间后不可避免会发生，除非输液泵恰好停止，否则这会将空气或气体递送给患者。
为了克服上述问题，本发明的发明人已发现可通过使用具有特定润湿时间和特定平均孔径的亲水膜来阻止气泡通过输液器的滴室进入输液管，其中亲水膜在重力的作用下能产生特定的水泡压力进而促使不断的无气输液流过。本发明进一步提供一种一旦关闭就不会有气泡因滚动夹沿着输液管方向调整而穿过亲水性膜的回形针，进而确保在多个输液过程中输液瓶的更换，尤其在滴室是空的时候，阻止气体栓塞在患者身上发生。
本发明的这些以及其它方面将在下述发明内容中更好地体现出来。
发明内容
根据本发明第一方面，提供一种输液器，其包含：滴室20，所述滴室的上端具有针头30，滴室的下端具有输液液体出口22，所述输液液体出口22被亲水膜21包裹，所述亲水膜21润湿时有效；通过输液液体出口22将滴室20下端连接到标准连接器70的输液管40；在滴室20和标准连接器70之间设置滚动夹60，所述标准连接器通过常规接入方式连接患者，其特征在于：所述亲水膜(21)具有特定的润湿时间和特定的平均孔径，所述亲水膜能在重力的作用下产生一定的气泡压力点来促使不断的无气输液流过。在本发明一个优选实施方式中，当位于干燥膜上方的水的高度为0.5cm至4cm时，所述润湿时间小于或等于10秒，所述亲水膜(21)的特定平均孔径大于或等于5微米，以及所述气泡压力点用水测量时大于或等于30kPa(0.3bar)。
根据本发明的第二方面，提供一种输液器，其特征在于：在滴室(20)和滚动夹(60)之间设置回形针(50)。当回形针(50)关闭时，没有任何气泡将在滚动夹(60)沿着输液管方向调整时穿过所述润湿的亲水膜(21)。这确保了在多个输液过程中滴室(20)为空时输液瓶的安全更换，而不会促使气泡进入输液管中。
根据本发明的第三个方面，提供一种输液器，其特征在于：当回形针(50)和滚动夹(60)完全打开时，在重力作用下，水的流速在50ml/分至300ml/分之间。
根据本发明的第四个方面，提供一种输液器，其特征在于：亲水膜(21)是用聚砜或聚醚砜制备的。
本发明的效果将结合以下附图进一步描述，但不是唯一的，在输液器的实施方案中，使用了具有在位于干燥膜上方的水的高度为0.5cm-4cm时小于或等于10s的润湿时间、1-10微米的平均孔径、用水测量时气泡压力点为10kPa(0.1bar)-50kPa(0.5bar)以及在重力作用下产生所期望的水流速为50ml/分-300ml/分的亲水膜，进而允许不断的无气输液以需要量流入患者体内。
附图说明
图1是本发明输液器的示意图。
图2是本发明输液器中滴室的分解示意图。
具体实施方式
如图1所示，输液器10包含滴室20，所述滴室20的上端具有针头30以及下端具有亲水膜21，具有足够将滴室20下端连接到标准连接器70上的长度的输液管40，位于滴室20和标准连接器70之间的滚动夹60，以及位于滴室20和沿着输液管40长度方向上的滚动夹60之间的回形针50。
如图1，输液管40连接滴室20。在输液管的患者端上，提供标准连接器70以致于针管或导管能与患者相连。在输液管上设置呈滚动夹60形式的流速调整装置。滚动夹60能慢慢调节以致于输液管能成比例的压缩来改变输液速度。
如图1，在滴室20的底部或滴室20和滚动夹60之间的区域设置回形针50。回形针50通过剪切作用立即阻止输液的流动。一旦回形针50关闭，滚动夹60沿着输液管方向调整时，不用担心有任何因滚动夹60滚动作用而导致输液管中压力不经意的增加。作为结果，不管是滚动夹60的任何移动，还是用于多个输液过程中更换输液瓶时，气泡均会被阻止通过空滴室20中已润湿的亲水膜21吸入。
如图2，在滴室20的上端上安装了针头30。所述针头在输液治疗过程中插入输液瓶的密封中，这样输液在重力作用下被推进入滴室中。滴室的下端设置了平面密封环24和漏斗型连接器25。亲水膜21密封在密封环24中，并包裹了输液液体出口22，这样气泡和微粒在输液治疗过程中能被阻止进入患者的体内。
在本发明中，所使用的亲水膜21的平均孔径在1微米-10微米之间，优选5微米。基于亲水膜21的亲水性和所定义的平均孔径，用水测量时亲水膜21的气泡压力点大于10kPa(0.1bar)，优选用水测量时气泡压力点大于或等于30kPa(0.3bar)
所述亲水膜的气泡压力点被定义为最小压力，相对于将润湿液体推出孔中并首次出现气泡而言。一般来说，亲水膜中的孔越小(如平均孔径越小)，气泡压力点越大。尽管如此，一个小的平均孔径也意味着一个慢的流速。因此，为了能在实际应用中提供合适的流速，必须考虑对应于所期望气泡压力点的适当平均孔径。基于我们研究，所需的亲水膜的气泡压力点在我们用水测量的应用中应该至少10kPa(0.1bar)以及优选大于30kPa(0.3bar)。
从治疗而言，亲水膜21应制备成能产生非常高的气泡压力点，这样通过滚动夹60产生的吸气压力从来不会通过输液管吸入能引起空气栓塞的任何气泡。但是在物理学上，增加气泡压力点，膜的流速不可避免地会同时显著降低。因此，通过仅仅单独增加亲水膜的气泡压力点来解决问题是不切实际的。
在本发明中，输液器的流速取决于亲水膜的表面积、输液管的内部直径以及重力作用下产生的压力。相应地，本发明中滴室20的底端安装有小的平面密封环24和产生最大过流面积的漏斗形状连接器。当所述亲水膜21密封在滴室20的密封区中，在重力的作用下，通过回形针50和滚动夹60全部打开来实现的流速用水测量时至少为50ml/分。优选，在同样条件下流速在50ml/分-300ml/分范围中，更优选，同样条件下流速为150ml/分-250ml/分，甚至更优选同样条件下流速大于或等于200ml/分。
可见，在输液治疗中不同阶段和情况如初期阶段、输液阶段以及紧急情况下要求的流速不同。因此，具有高流速的膜会给医务人员带来更高的灵活性。在本发明中，发明人已经发现组合膜具有5微米或更大的平均孔径，以及滴室的表面积、水的流速在重力作用下能达到最小50ml/分，当回形针50和滚动夹60完全打开时。最小流速为50ml/分能满足医院里用于输液治疗中流速为5ml/h-250ml/h的需求。
在本发明中，所使用的亲水膜21采用优选的材料聚砜或聚醚砜制成。我们的研究表明，本发明所述的亲水膜21使用这些材料制备时，具有更高的亲水性，因此亲水膜在重力下具有非常低的润湿时间。所述润湿时间定义为干燥的膜完全变湿以致于润湿液体在重力作用下开始流过亲水膜的实际时间，
膜能滤掉气泡归因于其本身固有的亲水性。当膜是亲水的，其倾向于吸水(亲水性强)，而限制空气在其表面上吸附。结果就是，完全润湿的亲水膜将允许水流过而屏蔽气泡穿过。正常情况下，亲水性越强的膜，全部润湿越容易，水在重力作用下开始流出越容易。基于我们研究，当用位于膜上方0.5-4cm高度的水填充用所述干燥亲水膜包裹的滴室时，润湿时间小于或等于10s，即水在重力作用下开始流出的时间小于或等于10s。另一方面，当用位于膜上方大于4cm高度的水填充用所述干燥的亲水膜包裹的滴室时，润湿时间小于或等于5s，即水在重力作用下开始流出的时间小于或等于5s。因此，使用现有膜安装时，一旦填补了，滴室中的流体就容易流出，不需要滚动夹挤压来启动流出。
在本发明中，一旦滴室20中没有流体，只要膜一直完全是湿的，所述亲水膜21将会自动阻止流体流出。这样的话，没有任何气体会在输液过程中以及结束时进入输液线。而且因为同样的装置用于多个输液中，原材料的成本以及临床费用将大大降低，这是本发明的优点之一。
在患者需要转到紧急处理的情况下，带有输液瓶的输液设备在危急情况下会处于不顺手的位置上。在这些情形中，当输液器处于任何方向时，也没有任何气泡会进入输液管中，因为一旦滴室20中流体流空，只要膜一直完全是湿的，亲水膜21就会自动阻止液体流出。因此所述装置在运送中不会给患者带来任何风险，这是本发明的优点之二。
为了确保不会因滚动夹调节而使输液管上有任何意外的出现，将回形针50置于滴室20之后和滚动夹60之前，其中滚动夹的调节可能会将空气推过亲水膜21。回形针50将一直阻止输液流出，当回形针通过剪切作用关闭时。结果就是，不管是滚动夹60任何移动，还是输液瓶用于多个输液过程中的更换时，气泡均被阻止通过空滴室的润湿亲水膜21吸入。这是本发明的另一优点。
可见，虽然为了说明本发明的目的描述了具体实施方案，但在不脱离本发明的精神和范围内如权利要求书中所定义的可以进行各种改进。

Claims (15)

1.一种输液器(10)，其包含：滴室(20)，所述滴室的上端具有针头(30)，滴室的下端具有输液液体出口(22)，所述输液液体出口被亲水膜(21)包裹，所述亲水膜(21)润湿时有效；通过输液液体出口(22)将滴室(20)的下端连接到标准连接器(70)上的输液管(40)；在滴室(20)和标准连接器(70)之间设置滚动夹(60)，所述标准连接器(70)通过常规接入方式连接到患者身上；其特征在于：所述亲水膜(21)具有特定的润湿时间和特定的平均孔径，所述孔径能在重力的作用下产生一定的气泡压力点促使持续的无气输液流过。
2.一种根据权利要求1所述的输液器(10)，其特征在于：当位于干燥亲水膜上方的水的高度为0.5cm至4cm时，所述亲水膜(21)的润湿时间小于或等于10秒。
3.一种根据权利要求1所述的输液器(10)，其特征在于：当位于干燥的亲水膜上方的水的高度大于4cm时，所述亲水膜(21)的润湿时间小于或等于5秒。
4.一种根据权利要求1所述的输液器(10)，其特征在于：所述亲水膜(21)的特定平均孔径为1微米至10微米。
5.一种根据权利要求4所述的输液器(10)，其特征在于：所述亲水膜(21)的特定平均孔径大于或等于5微米。
6.一种根据权利要求1所述的输液器(10)，其特征在于：用水测量的特定气泡压力点为10kPa(0.1bar)-50kPa(0.5bar)。
7.一种权利要求6述的输液器(10)，其特征在于：用水测量的特定气泡压力点大于或等于30kPa(0.3bar)。
8.一种根据权利要求1-7任一所述的输液器(10)，其特征在于：在滴室(20)和滚动夹(60)之间设置回形针(50)。
9.一种根据权利要求8所述的输液器(10)，其特征在于：当回形针(50)关闭时，没有任何气泡能在滚动夹调整时穿过亲水膜(21)。
10.一种根据权利要求9所述的输液器(10)，其特征在于：当回形针(50)关闭时，没有任何气泡能在多个输液过程中进入输液管(40)里。
11.一种根据权利要求1-10任一所述的输液器(10)，其特征在于：当回形针(50)和滚动夹(60)完全打开时，在重力作用下水的流速至少50ml/分。
12.一种权利要求11所述的输液器(10)，其特征在于：在重力作用下水的流速为50ml/分-300ml/分。
13.一种根据权利要求12所述的输液器(10)，其特征在于：在重力作用下水的流速大于或等于200ml/分。
14.一种根据权利要求1-13任一所述的输液器(10)，其特征在于：所述亲水膜(21)是由聚砜制成的。
15.一种根据权利要求1-13任一所述的输液器(10)，其特征在于：所述亲水膜(21)是由聚醚砜制成的。
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