CN105263543B - 用于调节体积流量的设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于调节体积流量的设备，包括可供流体通过的软管段，以及软管夹。该软管夹包括具有用于容纳所述软管段的容纳区的基本容纳空间、以及可在至少两个，优选地三个调节位置之间进行移动的夹紧件。本发明的特征在于所述夹紧件在至少一个调整位置被用作按压点，通过与所述容纳区域的一些部分相互作用以对所述软管段及其管腔施加影响，以及在所述软管段的位于至少一个调整位置所在的区域的管腔内设置有间隔件。

Description

用于调节体积流量的设备

技术领域

本发明涉及用于调节体积流量的设备，尤其涉及该设备在医疗诊断中的应用，特别是，在尿流动力学及肠胃病学的应用，以及涉及在相应的用于调节体积流量的设备中使用的软管段。

背景技术

在现有技术中，诊断压力测量装置在尿流动力学领域尤其为众所知。其中，在采用充水导管的压力测量中，体内的压力由流经该导管的内腔以及压力传输管的水柱被引导到外部压力传感器。在该处，体内压力，包括由测量指示器和测量位置之间的高度差确定的流体静压被测量。压力偏移通过确定传感器的位置(在尿流动力学中的耻骨高度)或者通过电子调零得到补偿。

当今，尿流动力学检查需要相当多的准备工作，还需要大量的一次性无菌用品，包括泵管、输液管、分别具有三通阀和两通阀的三个压力测量指示器、三个压力传送管、具有填充空间和两个测量空间的经尿道导管，以及具有必须安置并配备在测量位置的气球的直肠导管(图1)。

上述方案的缺陷尤其体现在：需要提供多个阀门，这些阀门需要被安置在不同的位置以备检查，这些阀门还必须依照预定顺序的方案来运行以便检查。

发明内容

在现有技术的基础上，本发明的目的在于提供用于调节体积流量的设备，通过该设备，可以至少部分地克服或改善现有技术中的已知缺陷。

通过根据本发明权利要求1中用于调节体积流量的设备以及权利要求13中用于该用于调节体积流量的设备中的软管段，可以实现上述效果。该设备的实施例及该软管段的优选形式是相关从属权利要求的主题。本发明还涉及了属于尿流动力学及胃肠病学领域的用于调节体积流量的本发明设备以及相应的软管段的应用，尤其是在膀胱、直肠及尿道压力测量设备中的应用。

本发明用于调节体积流量的设备包括至少一个可供流体通过的软管段、以及软管夹，其中，所述软管夹包括通过容纳区容纳软管段的基本容纳空间、以及可在两个，优选地，在三个调整位置之间移动的夹紧件。该夹紧件在至少一个调节位置作为按压点，通过该容纳区的至少一个部分对该软管段及其管腔施加影响，其中，在该软管段的至少一个调节位置所在的区域的管腔内设置有间隔件。

根据本发明，该用于调节体积流量的设备至少可被设定在两个或三个调节位置，该调节位置包括“开始”，“结束”和/或“输液”。在“开始”调节位置，该软管管腔可完全打开，而在“关闭”调节位置，该软管的管腔被完全关闭。在输液调节位置，通过该设置在改管腔内的间隔件，该管腔处于部分地，尤其是略微打开的状态。

根据本发明，输液，即略微打开，指的是一种设置，基于该设置，在预定情况下，通过用于调节流体流速的设备决定的体积流量被限制在0.1毫升/分钟至8毫升/分钟之间，优选地，在0.5毫升/分钟至5毫升/分钟之间。

如果需要小的体积流量以便能够在动态系统中执行相应的压力测量，该设置则是有必要的。根据本发明，当与正常的/最大的体积流量相比，这种体积流量相对较小时，这种体积流量被认为是小的。

根据本发明，该间隔件是该软管的整体部件，和/或该间隔件由延长的，特别是线条状的或杆状的元件形成，该间隔件至少部分地直接，间接地连接到或粘接到该软管段。更特别地，该间隔件使该管腔被压缩到其原有大小的0.01％至5％之间，优选地，0.1％至1％之间，更加优选地，0.5％左右，以便该软管段在输液设置模式下处于略微打开状态，并提供0.1毫升/分钟及8毫升/分钟之间，优选地，0.5毫升/分钟及5毫升/分钟之间的体积流量。

该间隔件至少部分地从优选包括塑料、羊毛、棉布、纤维、金属、或以上材料的混合及类似物的材料组合中选取的材料制成。此外，该间隔件设置在该软管段的管腔内，通过这种设置来不规则地压缩该管腔。

根据本发明进一步地特别优选形式的实施例中，该软管段由弹性材料，特别是弹性塑料制成，并被分段地挤压，其中，额外地且优选地，该软管段具有小的内径，该内径优选为0.2毫米及10毫米之间，以及特别地，3毫米左右。

根据本发明进一步地特别优选形式的实施例中，可通过该间隔件不规则地缩小该软管段，即，通过挤压该管腔，使该管腔不能被该软管的内壁完全关闭，但是在该间隔件的中间区域至少仍存在一个可供流体通过的管腔区域。

考虑到，根据本发明，流体为流动系统，特别是，例如使用在医药或医疗技术中的液体。这些液体可以是输液，例如氯化钠溶液、水、水溶液、注射溶液、输液溶液、营养液、电解液，血液、等离子体、气体、空气及气体混合物，以及类似物。

根据进一步地特别优选形式的实施例，这些流体被存储于储液器皿中，例如，以输液瓶或输液袋的形式，这在现有技术中也是已知的。

根据本发明特别优选形式的实施例，该用于调节体积流量的设备的特征在于，该调节位置由至少一个软管夹形成，其中，该夹紧件被设置成以旋转方式绕旋转中心径向延伸。特别是，该夹紧件的距离该旋转中心最近的部分作为反压力元件与该空间容纳区域的容纳区的至少一个按压点相互作用。

在可替代的但特别优选形式的实施例中，该夹紧件由发动机，特别是多相发动机或伺服发动机驱动，在该调节位置之间移动，并优选地，相应地固定/停止在该调节位置。对于个别调节位置，可以通过机械装置或多相发动机或伺服发动机在相应的调节位置制动夹紧件。可选地，该夹紧件也可被移动到合适的位置，如有必要，采用手动方式对夹紧件进行机械式固定。

在本发明进一步地特别优选形式的实施例中，该设备、该软管夹/该软管段，或者它们的局部的至少一些部分的制造材料从包括硬质塑料或热塑合成塑料，以及尤其是，从包括聚苯硫醚、聚苯、聚丁烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚苯烯酸甲酯、聚丙烯晴、聚苯乙烯、聚甲醛、聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯、离子聚合物、氟塑料、聚乙烯、聚酰胺，更佳地，包括聚芳酰胺、聚碳酸酯、聚酯、聚苯醚、聚砜、聚乙烯醇缩醛、聚氨酯及氯化聚醚、硝化纤维、醋酸纤维素、纤维素醚、酚树脂、尿素树脂、硫脲树脂、三聚氰胺、烷基树脂、丙烯树脂、硅树脂、聚酰亚胺、聚苯并咪唑、环氧树脂、酪朊塑料、交联聚氨酯、饱和聚酯树脂、丙烯晴、丙烯酸酯-苯乙烯-丙烯腈、金属，例如不锈钢，铝及铝合金及类似物的材料组中选择。

除了用于调节体积流量的设备之外，本发明还包括至少一个软管的软管段，在该软管段的管腔内的至少一些部分设置有间隔件，用于减少管腔，尤其是游离腔。这种软管优选地由弹性材料，尤其是由弹性塑料制成，特别地，该软管可成段地挤压。

根据本发明软管段进一步地特别优选形式的实施例中，可通过该间隔件不规则地缩减该软管段的管腔，即当该管腔被挤压后，该管腔不能被该软管内壁完全地关闭，但是，在邻近该间隔件的位置还至少留有一个可供流体通过的管腔区域。

该软管段还具有0.2毫米至10毫米之间，优选地，在0.5毫米至5毫米之间，特别地，在3毫米左右的净内径。在进一步形式的实施例中，该间隔件是该软管段的集成部件，和/或该间隔件由延长的，特别是线条状或杆状元件形成，该间隔件的至少一些部分直接，间接地连接或粘接到该软管段，并缩减该管腔，使该管腔被缩减到其原有大小的0.01％至5％之间，优选地，在0.1％至1％之间，以及特别地，在0.5％左右，以便该软管段的管腔在输液设置模式下处于略微打开状态，并可提供在0.1毫升/分钟及8毫升/分钟之间，优选为0.5毫升/分钟及5毫升/分钟之间的体积流量。本发明间隔件优选为部分地从优选包括塑料、羊毛、棉布、纤维、金属、或以上材料的混合及类似物的材料组合中选取的材料制成，并且该间隔件优选为二次曲线、矩形、椭圆形、半圆形、正方形或类似形状。

下面将通过优选形式的实施例对本发明进行描述，其中，需要指出的是本发明不受所阐述的实施例的限制，而且还覆盖了在本发明意义上的适当改变。

附图说明

在附图中：

图1为根据现有技术的测量系统的结构示意图；

图2为根据本发明用于调整体积流量的设备及压力测量系统的结构示意图；

图3a-3h为用于调整体积流量的设备的细节示意图；

图4为用于本发明的压力测量系统的泵管的细节示意图；

图5为本发明的压力测量系统的自动化排空及归零的测量报告的示意图。

具体实施方式

图1示意性地显示了利用一次性充水导管测量压力的装置的结构。除输液溶液袋1和压力带2以外，还显示了位于压力传感器6之前的压力变换器3和两通阀4。与这些部件相连的是三通阀5，并且与其对应的管道被命名为Pura7、Pves8和Pabd 9。通过压力输送软管10，该输液溶液从袋1被输送到直肠导管11以及尿道压力测定(UPP)导管12。此外，通过滚柱泵14和滴流器13，例如盐水溶液从瓶16中被输送到UPP导管12。

准备和测量的过程执行如下：

a)将泵管15插入到泵14内，并将管的尖状连接件12插入到瓶塞。直到瓶16的滴流器13半充满，并且管完全充满盐水溶液且没有气泡时，打开该泵14。

b)三个压力测量指示器6被置于夹持器上，并连接到输液管18。流量变换器3插入到该输液管和一个压力测量指示器之间。该输液管18的尖状连接件19插入到水袋1中。

c)将压力输送软管10连接到该等压力测量指示器6。

d)关闭所有的两通阀4和三通阀5，并用泵对压力带2充气，以对该水带1加压。

e)为了打开压力输送管，压力变换器的两通阀4和三通阀5被设置为“打开”，并且被填充满水且无气泡，然后再次关闭两通阀4。三个压力输送线必须分别单独执行这一过程。

f)现分别将该三通阀9调至90°位置，以便通过按下按键将通道压力电子地调节为大气压力。然后再次将该三通阀5调至“打开”位置。

g)将两个导管11、12置于患者的尿道和直肠中，并连接到压力输送线和泵管10。

h)现必须再次分别打开该三通阀5，以通向经过尿道的导管12的两个内腔的端部，并且填充直肠导管11的气球。

i)查看测量电压，并且如果必要，利用软件将该测量电压调零。现该系统已做好测量准备。

图2显示了根据本发明的压力测量系统的结构。

图中显示了附图标记为21的泵管，该泵管通向具有卢尔锁的压力圆顶盒25，用于连接导管28和29。图中还显示了标准输液瓶20的尖状连接件30。附图标记29表示经尿道导管，附图标记28表示直肠导管(还有可能是任意数量的导管或测量空间)，这些导管通过线26(分三个阶段)和27输送流体。毗邻该导管处布置有该圆顶盒25的锁定装置。在该区域布置有标记为24的四个(可能是任意数量)状态为“打开”、“关闭”和“输液”的管夹。图中示出了用于通过软管道系统传送介质的滚柱泵22。该系统还具有带有全自动算法的控制系统31，以利用导管为管道系统开孔，并利用每个组件的功能确定静态压力，以及将该测量系统置零。

图3a-3h显示了用于调节容量流量的装置41，即管夹，的各种设置(打开、关闭、输液)。

上排图3a至3c显示了对应装置41的俯视图，其中管42被插入。在该管的下半部分，可看到代表间隔件的线42。此外，可以看到夹紧件44，以及与该夹紧件44相互作用的装置41的相对壁45。如图所示，图3a为打开位置，图3b为完全关闭位置，而图3c为所谓的输液位置，即略微打开的位置。

图3d至3f显示了分别沿图3a至3c中的线A-A、B-B、C-C的横截面图。还可以看到具有间隔件43的插入管42，该插入管42被置于该装置41的容纳部分46中。附图标记44表示置于可旋转导轨47上的夹紧件。该可旋转导轨47可在多个位置与该相对壁45相互作用(见图3c和3f)，其中根据此处视图，在图3b和3e所示的位置处，该管为完全关闭，而在图3c和3f所示的位置处，该管略微打开，即使该夹紧件44与该相对壁45相互作用。然而，尽管该管道产生挤压，间隔件43还是会带来少量的流体流。在图3g和3h显示了图3e和3h的两个位置的细节视图，从而图示了关闭和输液模式的不同。从图3h中可以清晰地看到该管被略微打开。

该装置41还可被称为管夹。该管夹用于替代应用于传统压力测量的两通阀或三通阀。它们还作为输液调节器，该输液调节器应用于必须用于输液的压力测量通道(测量的压力可以是尿动力学中的尿道压力)。该管夹可以利用任何驱动器作相对于轴的简单旋转，将轴调节到“打开”、“关闭”及“输液”位置。

位置“打开”：在该位置，填充介质可不受阻碍地通过该管夹。该位置为所有通道的起始和终点位置，其中管道系统可以被简单地插入或移除；该位置还用于排空该测量通道，并且是输液通道的正常操作状态。

位置“关闭”：在该位置，管道完全被夹住，即使压力差达到2帕，流体依然无法通过。该位置为已经排空的通道的操作状态，以及当测量通道被排空或输液时输液通道的临时起始状态。

位置“输液”：在该位置，很大程度上与容许压力无关，仅有非常少量的填充介质(上限为8毫升/分钟)可通过夹紧点。即使管道以类似于“关闭位置”的方式被全力夹紧也可以实现，在该管道的管壁上，总会有一个被例如为线状物的间隔件保持打开状态的小开口，该线状物可作为减弱填充介质流的微管。该位置用于需要输液的通道(尿道压力)。

如图4所示，输液管21、三个——也可能是任意多个——通气管34-36、压力通道以及圆顶盒25被整合到该泵管。泵/输液管21还具有用于输液袋的尖状连接器30，以及用于连接该导管的卢尔锁37。当使用采用滚柱泵的系统时，该管道系统在本区域具有一合适的可压缩管段31，该可压缩管段31可通过合适的连接器32整合到该管道系统中。通过分路器23，该管道系统可分为如图所示的四个管33至36。如图4细节视图所示，除了具有实际的管道42之外，管道33还具有间隔件43。

本发明的优势尤其在于在圆顶盒中的三个——可能是任意数量的——圆顶的整合，以及通道通过挤压辊和夹持边共同连接到传感器。整合到该圆顶盒上的网状物在该挤压辊和夹持边所在的一侧起到弹簧元件的作用，其在传感器上产生膜状物所需的按压压力，该膜状物优选布置在该压力圆顶的基段。

本设计相对于具有单独圆顶的传统方案的明显优势在于，生产具有更高的成本效益，并且处理极其简化。不同于先前技术方案中的将每个圆顶单独放置在其传感器上，本设计只需通过驱动器将该盒插入到“关闭”位置，其中该盒通过后续按压按键可随挤压辊被调节。先前需要的大量无菌部件被减少到单个一次性产品。

在很多应用领域中，由于水柱负压的流体静力(低于大气压力)也会产生在圆顶内，该流体静力不是通过传感器表面上的压力，而是通过张力测量，传感器可放置在人体测量位置的上方。为了产生该流体静力所需的吸力效应，膜状物和传感器之间的接触必须完全气密。为了实现此目的，需要一压紧力。

图5通过各个处理阶段显示了组件的对应位置的压力变化过程或设置的过程。Pura、Pves和Pabd代表在对应压力圆顶处的压力，Vinf和Qinf代表输液量和流体流，而夹泵，即夹泵Pura、夹泵Pabd和夹泵Pves代表对应管夹的转换位置。该过程通过下述示例描述：

1)使用者将泵管21的圆顶盒25放置在装置内，并将尖状连接器30插入到输液袋20内。

2)关闭锁定装置，通过传感器上圆顶25的按压压力，产生压力偏移。

3)在5-10秒的材料弛豫时间之后，压力偏移自动平衡(归零)。同时，压力通道26和27的管夹24被关闭。

4)使用者将经尿道导管29置入患者膀胱，并将直肠导管28置入患者的直肠(如果这一步骤尚未执行)，并且将泵管21和压力传送管与圆顶盒25的卢尔锁连接。这时，使用者可通过显示在该装置上的静压值检验导管28、29的正确放置位置，其中该静压值此时通过该压力传送管和导管内腔的空气柱测量。

5)如果静压的显示结果可信，使用者则通过按下装置上的按键开始完全自动排空和归零程序。随之整个输液线被排空。

6)在图中用阴影标示的时间间隔期间，所有的压力通道在各个测量位置处通过空气柱测量静压。为了最小化患者移动造成的任何波动或干扰，计算在此期间内该通道测量的平均值，并在之后作为用于归零的静压值。

7)由于已经精确地知道输液线的容量(管的容量加上导管的填充容量)，并且对经过容量变换器输送的填充介质的量以及泵22的滚动轮的旋转进行实时测量，当水容量到达填充内腔的出口时，排空操作可被完全自动地结束。该泵管夹24被关闭。

8、10、12)压力传送管的排空在之后一直以同样的方式持续执行。相关的管夹被打开，而其他的所有管夹被关闭，并且该泵通过相关的压力传送线以确定的填充速率传送该填充介质。应该注意到，在填充过程中，由于水容量以及静液压和添加的动态组件都一直增长，测量位置处的实际压力无法确定。

9、11、13)由于压力输送线的容量是已知的，且填充量被实时测量，当水容量到达测量内腔的出口时，排空过程可被完全自动地结束。泵22被停止并且相关管夹24被关闭。此时，装置测量体内测量位置的当前压力与由于测量位置和传感器的未知高度差导致的静水力学压力之和。现在可以通过将测量通道设置为由空气柱(6)测量的静压并利用软件完全自动地计算。

14、15)在最后阶段，通过要求患者咳嗽并对比因而产生的压力峰值来检验该导管的正确放置位置。为达到此目的，为该测量而需要输液的所有通道(尿动力学中的Pura)的管夹24被自动设置成输液设置，而泵22被设置到输液速度。

16)完成准备阶段，可以开始实际测量。

Claims (15)

1.用于调节体积流量的设备，其特征在于，包括:

用于流体通过的软管段、以及软管夹，其中，所述软管夹包括具有用于容纳所述软管段的容纳区的基本容纳空间、以及可在三个调节位置之间移动的夹紧件，其特征在于：

在至少一个调节位置，所述夹紧件与作为按压点的所述容纳区的一些部分相互作用，以对所述软管段及软管管腔施加影响；

所述夹紧件被旋转地设置，所述夹紧件沿旋转中心径向延伸，所述夹紧件的距离所述旋转中心最近的部分与所述容纳区的一些部分相互作用；

以及在软管的位于所述至少一个调节位置所在的区域的管腔内设有间隔件；

所述设备被设置成至少在所述调节位置处于打开、关闭、或输液状态，其中，所述设备在所述调节位置处于关闭状态时，所述软管管腔被完全闭塞，以及所述设备在所述调节位置处于输液状态时，所述软管管腔在所述软管段内部的间隔件的作用下处于部分打开的状态；

所述管腔被所述间隔件压缩到其原有大小的0.01％至5％之间，通过缩小管腔，使得所述软管段的管腔在输液模式下保持略微打开状态，以便提供0.1毫升/分钟至8毫升/分钟之间的体积流量。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述按压点位于所述容纳区上，所述夹紧件的距离所述旋转中心最近的部分作为反压力组件。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述夹紧件由发动机驱动，以在调节点之间移动，并固定在所述调节点之间。

4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备、所述软管夹和所述软管段的至少一些部分的制造材料从包括硬质塑料或热塑合成塑料的材料组中选择。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的设备，其特征在于，所述流体从包括水、水溶液、注射溶液、输液溶液、营养液、电解质溶液、血液、等离子体、气体、气体组合在内的流体组中选择。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的设备，其特征在于，所述软管段由柔性材料制成，并可分段地被挤压。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的设备，其特征在于，所述软管段具有管腔，即净内径在0.2毫米至10毫米之间的管腔。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的设备，其特征在于，所述间隔件为所述软管段的整体构件，并且所述间隔件在所述软管段中缩小了所述软管的管腔。

9.根据权利要求1-4中任一项所述的设备，其特征在于,所述间隔件由细长的螺纹状或杆状组件形成，所述间隔件至少部分地直接、间接地连接或粘接到所述软管段。

10.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述间隔件至少部分地由从包括塑料、羊毛、棉布、纤维、金属、和以上材料的混合的材料组合中选取的材料制成。

11.应用于如权利要求1-10中任一项所述的用于调节体积流量的设备的软管段，其特征在于，在所述软管段的管腔内的一些部分设置有间隔件，用以不规则地缩小所述管腔，所述间隔件为所述软管段的整体构件，其中，所述管腔被所述间隔件压缩到其原有大小的1％至5％之间,通过挤压管腔，使得所述软管段的管腔在输液设置下保持略微打开状态，以便提供0.1毫升/分钟至8毫升/分钟之间的体积流量。

12.根据权利要求11所述的软管段，其特征在于，所述软管段由柔性材料制成。

13.根据权利要求11所述的软管段，其特征在于，所述软管段具有净内径，该净内径在0.2毫米至10毫米之间。

14.根据权利要求11所述的软管段，其特征在于，所述间隔件的横截面的形状为二次曲线、矩形、椭圆形、半圆形、或正方形。

15.根据权利要求11所述的软管段在根据权利要求1所述的设备中的应用。