CN108495661A - 使用正压气体的手术抽吸装置 - Google Patents
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Abstract
本文描述的是用于提供抽吸的装置、系统和方法。在一些情况下,所述抽吸无源地生成。无源抽吸装置可以包括构造为产生文丘里效应的结构元件,比如中空节段的内径的收窄部。无源抽吸装置可以包括构造为产生科恩达效应的结构元件,比如形成在两个面对表面之间的导管。无源抽吸装置可以包括构造为产生科恩达效应的结构元件,比如翼形形状或扇形形状。无源抽吸装置可以包括用于产生文丘里效应的一个或多个结构元件,用于产生科恩达效应的一个或多个结构元件,用于产生伯努利效应的一个或多个结构元件,或其任意组合。
Description
交叉引用
本申请要求2016年4月6日提交的美国临时申请No.62/319,195的权益;并且是2017年4月5日提交的U.S.15/480,356的继续申请,其各自通过引用并入本文。
背景技术
在许多不同的应用中,抽吸可能以多种方式生成。一般而言,抽吸生成装置用于从环境中去除气体、液体或其任何组合。抽吸通常由电动或马达驱动的装置生成,这些装置往往是嘈杂且笨重的。
发明内容
本文描述的是用于提供抽吸的装置、系统和方法。在一些实施例中,抽吸无源地生成。
本文描述的是包括空气放大器的手术抽吸装置。在一些实施例中,空气放大器包括限定大体圆柱形腔体的结构,该圆柱形腔体具有在第一端处的第一开口和在第二端处的第二开口。在一些实施例中,圆柱形腔体由腔体的内壁限定。在一些实施例中,空气放大器在第一端附近的内壁中包括环形开口。在一些实施例中,环形开口限定喷射开口,其适于允许加压气体流出环形开口,使得在第一端处产生低压区域,并且在第二端处产生放大流。环形开口还构造为使得加压气体相对于朝向第二端的腔体的内壁以一定角度进入腔体。在环形开口与腔体连通处,腔体被扩口到更大的直径。
本文描述了一种包括壳体的无源抽吸装置,其包括:第一中空节段,其包括构造为接收气体、液体或其组合的入口端口、第一开口、以及围绕第一开口的第一外表面;第二中空节段,其具有内部,并且包括构造为从壳体释放气体、液体或其组合的出口端口、面向第一开口的第二开口、以及围绕第二开口并面向第一外表面的第二外表面;以及空气流放大器,其包括构造为接收加压气体流的加压气体端口、以及包括处于第一外表面与第二外表面之间的间隙空间的导管,其中该导管与加压气体端口流体连续,并且其中该导管相对于第二开口以一定角度定位,以便从加压气体端口接收加压气体流,并且将加压气体流引导到第二开口中,使得当加压气体流传送进入到第二中空节段中时,加压气体流基本上完全沿着第二中空节段的一个或多个内表面行进。在一些实施例中,入口端口还包括构造为防止气体、液体或其组合回流的阀。在一些实施例中,无源抽吸装置还包括报警器,该报警器构造为在存在气体、液体或其组合回流穿过壳体的情况下激活。在一些实施例中,报警器端口与第一节段连续。在一些实施例中,无源抽吸装置还包括过滤器。在一些实施例中,第一中空节段和第二中空节段构造为相对于彼此移动,由此改变第一外表面与第二外表面之间的距离,并且由此调节导管的间隙空间的宽度。在一些实施例中,当加压气体流基本上完全沿着第二节段的中空内部的一个或多个表面行进时,在第二节段的内部形成低压区,由此建立抽引气体、液体、固体或其任何组合通过入口端口、通过第一中空节段、通过第一开口、通过第二开口、通过第二中空节段以及通过出口端口的抽吸。在一些实施例中,导管以由第一表面的角度确定的角度定位,并且其中第一表面的角度包括0度到90度之间的角度。
本文描述了一种用于无源地生成抽吸的方法,该方法包括提供一种装置,该装置包括:第一中空节段和第二中空节段;以及空气流放大器,其包括构造为接收加压气体流的加压气体端口、以及包括处于第一中空节段与第二中空节段之间的间隙空间的导管,其中导管与加压气体端口流体连续,并且其中导管定位为从加压气体端口接收加压气体流,并且将加压气体引导到第二开口中,使得当加压气体流传送进入到第二中空节段中时,加压气体流基本上完全沿着第二中空节段的一个或多个内表面行进。在一些实施例中,装置还包括构造为防止气体、液体或其组合回流的阀。在一些实施例中,装置还包括报警器,该报警器构造为在存在气体、液体或其组合回流穿过壳体的情况下激活。在一些实施例中,装置还包括报警器端口,该报警器端口包括空气供能报警器,所述空气供能报警器构造为在空气的回流穿过报警器端口时发出报警。在一些实施例中,报警器端口与第一节段连续。在一些实施例中,装置还包括过滤器。在一些实施例中,导管的间隙空间的宽度是可调节的。在一些实施例中,通过第二中空节段的加压气体流在第二中空节段的内部内形成低压区,由此建立抽吸。在一些实施例中,第二中空节段包括构造为从导管接收加压气体流的开口,并且导管定位为相对于第一中空节段以在0度到90度之间的角度引导加压气体流。
本文描述了一种使用无源抽吸装置无源地建立抽吸的方法,该方法包括:将加压气体流接收到抽吸装置的导管中;以及引导加压气体流通过装置的第一中空节段与第二中空节段之间的间隙空间,使得加压气体行进通过第二中空节段,并且基本上完全沿着第二中空节段的中空内部的一个或多个表面行进,由此建立抽吸。在一些实施例中,该方法还包括调节间隙空间的尺寸,由此改变抽吸的强度。在一些实施例中,该方法还包括使用抽吸来接收包括固体、液体或其混合物的抽吸流。在一些实施例中,该方法还包括过滤抽吸流。在一些实施例中,该方法还包括在抽吸流存在阻挡物情况下发出报警。在一些实施例中,第二中空节段包括构造为从导管接收加压气体流的开口,并且导管定位为相对于第一中空节段以在0度到90度之间的角度引导加压气体流。
本文描述了一种用于在外科手术期间提供抽吸的方法,该方法包括:接收抽吸装置,该抽吸装置构造为通过引导加压气体流通过抽吸装置来无源地生成抽吸;将加压气体输送到装置,由此在手术期间提供抽吸;以及将抽吸应用到手术部位,由此抽吸由外科手术导致的气体、液体、固体或其任何组合。在一些实施例中,该方法还包括调节抽吸的强度。在一些实施例中,该方法还包括过滤抽吸的气体、液体、固体或其任何组合。在一些实施例中,该方法还包括在装置存在阻挡物的情况下发出报警。在一些实施例中,该装置构造为与包括容器和抽吸管路的手术抽吸系统联接。在一些实施例中,抽吸装置还包括构造为防止抽吸的气体、液体、固体或其任何组合回流的阀。在一些实施例中,装置的抽吸能力在约10磅每平方英寸至约25磅每平方英寸之间。
本公开的一个方面提供了一种无源抽吸装置。该装置包括:(a)第一中空节段,其具有中心轴线,其中第一中空节段包括(i)入口端口,其构造为接收气体、液体、固体或其任何组合;(ii)第一开口;以及(iii)第一面对表面,其至少部分围绕第一开口;(b)第二中空节段,其其具有内部,并且包括(i)出口端口,其构造为释放气体、液体、固体或其任何组合;(ii)第二开口,其面对第一开口;以及(iii)第二面对表面,其至少部分地围绕第二开口并面对所述第一外表面;(c)空气流放大器,其包括:(i)加压气体端口,其构造为接收加压气体流;以及(ii)导管,其由第一面对表面和第二面对表面限定。在一些实施例中,导管与加压气体端口流体连通。在一些实施例中,第一面对表面包括相对于第一中空节段的中心轴线小于90度的角度。在一些实施例中,导管构造为接收加压气体流,并且将加压气体流引导到第二开口中,使得通过第二开口的加压气体流生成低压区,该低压区生成抽吸流,从而导致入口端口接收气体、液体、固体或其组合。
在一些实施例中,入口端口还包括构造为防止气体、液体或其组合回流的阀。在一些实施例中,该装置还包括报警器,该报警器构造为在气体、液体或其组合存在回流的情况下激活。在一些实施例中,报警器端口与第一节段流体连通。在一些实施例中,该装置还包括构造为过滤气体、液体、固体或其组合的过滤器。在一些实施例中,装置还包括:调谐器臂,所述调谐器臂构造为调节导管的宽度,其中调谐器臂构造为使第一中空节段和第二中空节段中的一个或多个相对于彼此移动,由此改变第一面对表面与第二面对表面之间的距离。在一些实施例中,导管的宽度能在约0毫米(mm)到约2mm之间调节。在一些实施例中,该装置还包括角度调节控制器,其中该角度调节控制器构造为调节角度。
本公开的一个方面提供了一种空气流放大器。该空气放大器包括:(a)导管,其具有直径并包括第一壁和第二壁,并且其中该导管构造为接收加压气体流;(b)中空节段,其与导管流体连通,并且具有中心轴线;以及(c)调谐器臂,其构造为调节导管的宽度。在一些实施例中,导管的第一壁相对于接收通道的中心轴线以小于90度的角度成角度。在一些实施例中,导管构造为将加压气体流引导到中空节段中,使得通过中空节段的加压气体流生成低压区,该低压区生成抽吸流,并且放大加压气体流。在一些实施例中,调谐器臂构造为使第一壁和第二壁中的一个或多个相对于彼此移动。
在一些实施例中,放大器还包括腔室,其中抽吸流由加压气体流生成。在一些实施例中,放大器还包括供抽吸流穿过其中的过滤器。在一些实施例中,腔室还包括流量阀,该流量阀构造为防止抽吸流回流到腔室的外部。在一些实施例中,放大器还包括报警器,该报警器构造为在接收通道中存在阻挡物时发声。在一些实施例中,导管的宽度能在约0毫米(mm)到约2mm之间调节。
本公开的一个方面提供了一种抽吸系统。抽吸系统包括:(a)加压气体;(b)抽吸装置,该抽吸装置包括(i)加压气体端口,其构造为接收加压气体;(ii)导管,其具有直径并包括第一壁和第二壁,并且其中导管构造为接收加压气体流;(iii)中空节段,其与导管流体连通,并且具有中心轴线;以及(c)容器,其构造为接收气体、液体、固体或其组合。在一些实施例中,导管的第一壁相对于接收通道的中心轴线以小于90度的角度成角度。在一些实施例中,导管构造为将加压气体流引导到中空节段中,使得通过中空节段的加压气体流生成低压区,该低压区生成抽吸流。在一些实施例中,容器与抽吸装置流体连通,使得由抽吸装置生成的抽吸力被传递到容器,从而导致容器接收气体、液体、固体或其组合。
在一些实施例中,加压气体流导管具有直径,并且其中该直径是可调节的。在一些实施例中,抽吸装置还包括报警器,该报警器构造为在接收通道中存在阻挡物时发声。在一些实施例中,容器构造为容纳液体、固体或其组合,并且气体被抽吸通过容器并进入到抽吸装置中。在一些实施例中,抽吸装置还包括过滤器,抽吸的气体穿过该过滤器。在一些实施例中,抽吸系统还包括调谐器臂,该调谐器臂构造为调节导管的宽度,其中调谐器臂构造为使第一壁和第二壁中的一个或多个相对于彼此移动。
本公开的一方面提供了一种系统,该系统包括:手术工具、容器、过滤器以及一个或多个无源抽吸装置,其中手术工具的输出端口可以与容器的输入端口流体连通,并且容器的输出端口可以与过滤器的输入端口流体连通,并且其中该一个或多个无源抽吸装置可以与系统流体连通。在一些实施例中,系统还可以包括第一管路和第二管路,其中第一管路的第一端可以流体连接至手术工具的输出端口,并且第一管路的第二端可以流体连接至容器的输入端口,并且其中第二管路的第一端可以流体连接至容器的输出端口,并且第二管路的第二端可以流体连接至过滤器的输入端口。在一些实施例中,该一个或多个无源抽吸装置的输入端口可以流体连接至容器的输出端口,并且该一个或多个无源抽吸装置的输出端口可以流体连接至过滤器的输入端口。在一些实施例中,该一个或多个无源抽吸装置可以定位在系统中以推送物质流进入过滤器。在一些实施例中,与将一个或多个无源抽吸装置的输入端口流体连接至过滤器的输出端口相比,该系统的效率可以提高至少约60%。在一些实施例中,该系统的效率可以提高至少约75%。在一些实施例中,该一个或多个无源抽吸装置可以与容器、手术工具、过滤器、管路或其任意组合成一体。在一些实施例中,该一个或多个无源抽吸装置可以与容器、手术工具、过滤器、管路或其任意组合是可附接的。在一些实施例中,该一个或多个无源抽吸装置可以是两个。在一些实施例中,第一无源抽吸装置的输出端口可以流体连接至容器的输入端口,并且第二无源抽吸装置的输入端口可以流体连接至容器的输出端口。在一些实施例中,管路、容器或其组合内的物质流的压力可以平衡。在一些实施例中,第一无源抽吸装置可以定位为推送物质流进入容器,并且第二无源抽吸装置可以定位为从容器抽出物质流。在一些实施例中,与包括单个无源抽吸装置的系统相比,管路的刚度可以得到减小或消除。在一些实施例中,管路可以包括约0.01英寸或更小的壁厚。在一些实施例中,管路可以包括约0.001英寸或更小的壁厚。在一些实施例中,管路可以包括约0.0001英寸或更小的壁厚。在一些实施例中,一个或多个无源抽吸装置可以包括至少一个科恩达效应、至少一个文丘里效应、至少一个伯努利效应或其组合。在一些实施例中,一个或多个无源抽吸装置可以流体连接至手术工具的输入端口,并且其中物质流的卷入发生在手术工具的输入端口处。在一些实施例中,手术工具的输入端口处的物质流的卷入的直径可以是手术工具的直径的至少约1倍。在一些实施例中,卷入的直径可以是手术工具的直径的至少约2倍。
本公开的另一方面提供了一种无源抽吸装置,其包括:第一中空节段,其包括i)管腔和ii)第一中空节段的一端的第一面对表面;以及第二中空节段,其包括i)管腔和ii)第二中空节段的一端的第二面对表面,其中第一面对表面可以与第二面对表面相邻或至少部分地重叠,以在其间形成导管,其中第一面对表面的几何形状、第二面对表面的几何形状或其组合可引导加压流体进入无源抽吸装置的流路,并且其中加压流体可以大致邻近a)第一面对表面行进达第一面对表面的长度的至少大约30%,或者大致邻近b)第二面对表面行进达第二面对表面的长度的至少大约30%。在一些实施例中,加压流体可以大致邻近a)第一面对表面行进达第一面对表面的长度的至少大约60%,或者大致邻近b)第二面对表面行进达第二面对表面的长度的至少大约60%。在一些实施例中,第一面对表面、第二面对表面或其组合的几何形状可以形成圆角端、半圆角端、松弛端、方形端、双弯曲端、内凹端、倾斜端、双倾斜端、钝端、扩口端、圆形端、锥形端、翼形端或其任意组合。在一些实施例中,第一面对表面、第二面对表面或其组合的几何形状可以是可调节的。在一些实施例中,第一面对表面的几何形状、第二面对表面的几何形状或其组合可以将流路相对于流路的初始方向以小于约90度重定向。在一些实施例中,初始方向可以垂直于无源抽吸装置的中心轴线。在一些实施例中,调节几何形状会:i)可以重定向加压流体的流路,ii)可以改变抽吸能力,iii)可以改变抽吸效率,iv)可改变加压流体的体积流量,v)可以改变加压流体沿其行进的面对表面的百分比长度,或者vi)其任意组合。在一些实施例中,加压流体可以相对于无源抽吸装置的中心轴线以小于90度的角度进入无源抽吸装置。在一些实施例中,加压流体可以相对于无源抽吸装置的中心轴线以约55度或更小的角度进入无源抽吸装置。
本公开的另一方面提供了一种手术装置,其包括:第一输入端口,其用于将加压流体接收到手术装置中;第二输入端口,其用于将卷入的流体接收到手术装置中;输出端口,物质流通过该输出端口排出手术装置,该物质流包括卷入的流体的至少一部分、加压流体的至少一部分或其组合;以及i)中空节段的内径的收窄部,ii)通过第一中空节段的一端的第一面对表面定位为与第二中空节段的一端的第二面对表面相邻或至少部分地重叠而形成的导管,或iii)其组合,其中加压流体进入手术装置的第一输入端口可以在手术装置内相对于手术装置内的其它区形成低压区,使得手术装置的第二输入端口可以从手术装置外的部位卷入流体的至少一部分。在一些实施例中,第二输入端口可以是导管。在一些实施例中,第二输入端口可以是环形开口。在一些实施例中,手术装置的抽吸能力可以是可调节的。在一些实施例中,调节导管的宽度可以调节手术装置的抽吸能力,可以调节卷入的流体的体积流量,可以调节气体抽吸与液体抽吸的体积比,或其组合。在一些实施例中,手术装置可以包括至少一个收窄部和至少一个导管。在一些实施例中,卷入的流体进入手术装置的第二输入端口时的流路可以相对于初始方向以约5度至约85度重定向。在一些实施例中,卷入的流体可以进入导管,并且其中初始方向可以沿着手术装置的中心纵向轴线。在一些实施例中,加压流体进入手术装置的第一输入端口时的流路可以相对于初始方向以约5度至约85度重定向。在一些实施例中,加压流体可以进入导管,并且其中初始方向可以沿着手术装置的中心纵向轴线。在一些实施例中,手术装置可以是换气机。在一些实施例中,手术装置可以是抽吸器。在一些实施例中,外科手术装置可以构造为可附接至手术工具。在一些实施例中,手术装置可以是流体连接至手术工具、容器、过滤器、管路或其任意组合的手术抽吸装置。在一些实施例中,手术装置可以是手术抽吸装置,其与手术工具、容器、过滤器、管路或其任意组合流体连通。在一些实施例中,管路可以包括约0.01英寸或更小的壁厚。在一些实施例中,管路可以包括约0.001英寸或更小的壁厚。在一些实施例中,管路可以包括约0.0001英寸或更小的壁厚。在一些实施例中,卷入的流体可以包括气体、液体、固体或其组合。在一些实施例中,卷入的流体可以包括体液。在一些实施例中,第一面对表面、第二面对表面或其组合的几何形状可以形成圆角端、半圆角端、松弛端、方形端、双弯曲端、内凹端、倾斜端、双倾斜端、钝端、扩口端、圆形端、锥形端、翼形端或其任意组合。在一些实施例中,与手术装置流体连通的手术工具的输入端口处的卷入流体部位的直径可以是手术工具的直径的至少约1倍。在一些实施例中,卷入流体部位的直径可以是手术工具的直径的至少约2倍。
根据下面的详细描述,本公开的其它方面和优点对于本领域技术人员来说将变得显而易见,其中仅示出和描述了本公开的说明性实施例。如将认识到的,本公开能够具有其它且不同的实施例,并且其多个细节能够在多个显而易见的方面进行修改,所有这些修改都不背离本公开。相应地,附图和描述本质上被认为是说明性的,而不是限制性的。
通过引用合并
本说明书中提及的所有公开、专利和专利申请通过引用并入本文,其程度如同每个单独的公开、专利或专利申请被明确地和单独地指出通过引用的方式并入。
附图说明
本文描述的主题的新颖特征在所附权利要求书中具体阐述。通过参考阐述其中利用了本文描述的主题的原理的说明性实施例的以下详细描述以及附图,将获得对本主题的特征和优点的更好的理解,附图中:
图1是示出了抽吸系统的框图。
图2是示出了操作抽吸系统的方法的框图。
图3是示出了具有回流防止性的抽吸系统的框图。
图4是示出了具有回流警报器的抽吸系统的框图。
图5是示出了具有安全特征的抽吸系统的框图。
图6是示出了操作具有安全特征的抽吸系统的方法的框图。
图7是示出了具有阻挡物清除控制器的抽吸系统的框图。
图8是示出了具有安全特征和阻挡物清除控制器的抽吸系统的框图。
图9是示出了操作具有安全特征和阻挡物清除控制器的抽吸系统的方法的框图。
图10A是示出了过滤抽吸系统的框图。
图10B是示出了过滤抽吸系统的操作的框图。
图11是示出了操作过滤抽吸系统的方法的框图。
图12是示出了受正压操作的抽吸装置的框图。
图13是示出了具有回流防止性的受正压操作的抽吸装置的框图。
图14是示出了具有回流警报器的受正压操作的抽吸装置的框图。
图15是示出了具有安全特征的受正压操作的抽吸装置的框图。
图16是示出了具有安全特征的过滤抽吸装置的框图。
图17是示出了补偿式过滤抽吸装置的框图。
图18是示出了操作补偿式过滤抽吸装置的方法的框图。
图19是示出了具有可调节压力间隙的抽吸装置的框图。
图20是示出了操作具有可调节压力间隙的抽吸装置的方法的图。
图21A是示出了具有回流防止阀的抽吸装置的图。
图21B和图21C是图21B1的特写图,示出了具有回流防止阀的抽吸装置的导管。
图21D是示出了在正常操作期间的具有回流防止阀的抽吸装置的操作的图。
图21E是示出了在发生阻塞的情况下的具有回流防止阀的抽吸装置的操作的图。
图22A是示出了回流防止阀的分解图的图。
图22B是示出了在阻挡期间的回流防止阀的图。
图22C是示出了在正常操作期间的回流防止阀的图。
图23A是示出了在正常操作期间的具有安全特征的正压真空装置的操作的图。
图23B是示出了在发生阻挡情况下的具有安全特征的正压抽吸装置的操作的图。
图24A是示出了受正压操作的抽吸装置的图。
图24B是示出了用于受正压操作的抽吸装置的可调节压力间隙的操作的图24B1的特写图。
图24C是示出了用于受正压操作的抽吸装置的可调节压力间隙的操作图24C1的特写图。
图24D是示出了在正常操作期间的受正压操作的抽吸装置的操作的图。
图24E是示出了在正常操作期间的受正压操作的抽吸装置的操作的图。
图25是示出了用于在手术室中使用的抽吸系统的框图。
图26是示出了操作用于在手术室中使用的抽吸系统的方法的图。
图27是示出了用于受正压操作的抽吸装置的消声器的图。
图28示出了在两个节段彼此相邻放置时形成导管的倾斜端或扩口端的角度。
图29是示出了不同的装置设置以及以标准立方英尺每分钟(scfm)计的烟气流量和以毫米汞柱(mmHg)计的静态真空度的对应值的表。
图30是示出了在30psi输入压力时的不同装置的听觉噪声水平(dB)的表。
图31A-B示出了使用相对于中心轴线呈35度角的扩口端(图31A)或相对于中心轴线呈55度角的扩口端(图31B)进行的计算流体动力学(CFD)分析。
图32是示出了相对于中心轴线呈35度角或相对于中心轴线呈55度角时随输入压力变化的最大静态真空度的柱状图。
图33是示出了在34psi输入压力时的作为静态真空度的函数的空气消耗量(scfm)的曲线图。
图34是示出了在30psi输入压力时的作为静态真空度的函数的空气消耗量(scfm)的曲线图。
图35是示出了在最大抽吸时的作为以磅/平方英寸(psi)计的输入空气压力的函数的噪声水平(dB)的曲线图。
图36是示出了作为模拟过滤器闭塞程度的函数的入口压力和出口流量的曲线图。
图37是示出了设置37A为压力表、37B为测压计、37C是流量计、37D是测声计、37E是流量计、37F是流量计的测试设备的图像。
图38是示出了用于空气消耗量测量的测试设备设置的流程图。
图39是示出了用于静态真空度测量的测试设备设置的流程图。
图40是示出了用于静态真空度和噪声测量的测试设备设置的流程图。
图41A-41E是示出了调节无源抽吸装置的导管宽度的结构元件的图。
图42A-42H是示出了无源抽吸装置在手术设施内放置的图。
图43A-43B是示出了科恩达效应的示例的图。
图44A-44B是示出了通过改变相邻表面的形状来重定向流路的图。
图45A-45J是示出了面对表面的几何形状的图。
图46A-46H是示出了流路相对于其初始方向的重定向(比如垂直于无源抽吸装置的中心轴线)的图。
图47A-47G是示出了无源抽吸装置的结构元件的变化的图。
图48是示出了包括中空节段的内径的收窄部的无源抽吸装置的图。
图49是示出了诱导空气和卷入空气进入无源抽吸装置的图。
图50是示出了中空节段的内径的收窄部产生文丘里效应的图。
图51是示出了猪试验中用于烟气排空的不同装置条件的表。
图52是示出了猪试验中的最大静态真空度(mmHg)的表。
图53是示出了猪试验中的最大静态真空度(mmHg)的柱状图。
图54是示出了猪试验中的作为最大静态真空度(mmHg)的函数的以分贝(dB)计的听觉噪声水平的表。
具体实施方式
本文描述的是用于生成抽吸的装置、方法和系统。在详细说明本文公开的发明构思的至少一个实施例之前,应当理解的是,本发明构思在其应用中不限于在以下的说明中阐述或者在附图中示出的结构、实验、示例性数据和/或部件的布置的细节。本文公开和要求的发明构思能够有其它实施例或能够以各种方式实施或执行。此外,应当理解的是,本文使用的措辞和术语仅是为了说明的目的,而不应被认为是以任何方式进行限制。
在描述的主题的实施例的以下详细说明中,阐述了许多具体细节,以便提供对本发明构思的更透彻的理解。然而,对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是,可以在没有这些具体细节的情况下实施本公开内的发明构思。在另一些情况下,众所周知的特征未被详细描述,以避免不必要地使本公开复杂化。
此外,除非有明确的相反陈述,否则"或"表示包含性的或,而不是排他性的或。例如,条件A或B通过下列条件中任一项得以满足:A为真(或存在)并且B为假(或不存在),A为假(或不存在)并且B为真(或存在),A和B都为真(或存在)。
另外,使用"一"或"一个"来描述本文中实施例的元件和部件。这仅仅是为了方便,并且给出对本发明构思的一般理解。这种说明应该解读为包括一个或者至少一个,并且单数也包括复数,除非它明显另有所指。
如本文所用的术语"受试者"可以表示人类受试者或任何动物受试者。
最后,如本文所使用的,对"一个实施例"或"一实施例"的任何提及意味着结合该实施例描述的特定元件、特征、结构或特性被包括在至少一个实施例中。说明书中各处出现的短语"在一个实施例中"并不一定都表示相同的实施例。
在一些实施例中,用于清除比如烟气、组织和体液等医疗或手术副产物的抽吸装置使用基于科恩达(Coanda)效应的空气流放大器来建立抽吸。抽吸主要通过装置从提供给抽吸装置的空气流或气流(通常加压高于环境)建立,而不是外部抽吸泵(尽管装置可以与抽吸泵一起使用)。该装置可以具有防止加压气体从“反转”方向流动并在错误方向上流出装置的安全特征。换言之,该装置构造为防止加压气体从装置的抽吸端流出(这可能导致问题或使患者受伤)。
在一些实施例中,单向阀沿着装置内部的空气流路径存在,以确保加压气体流不会从装置的抽吸端流出。单向阀可以包括构造为允许加压气体逸出到大气的分流端口。单向阀可以仅通过将抽吸端口与空气流放大器隔离并且将加压气体从分流端口分流而停止通过抽吸端口的所有流动。
在一些实施例中,装置可以具有在阻塞物(部分地或全部地)阻挡装置使用的排放路径时激活的警报器。这种警报器可以通过阻塞物导致的流动的反转来激活。这种警报器也可以通过其它(例如,电子)方式来激活。在一些实施例中,警报器可以通过激活单向阀而激活。在一些实施例中,警报器可以通过加压气体从分流端口流出而激活。
在一些实施例中,警报器可以包括一个或多个机械量比和/或电子换能器,以测量装置内的压力。警报器可以构造为响应于装置内的达到阈值标准的内部压力而激活。在一些实施例中,警报器也可以通知使用者抽吸装置的当前内部压力水平和/或内部压力水平是否在期望的操作范围内。
警报可以是听觉警报,比如汽笛、警笛、喇叭、蜂鸣声、振动或其任何组合。警报可以是视觉警报,比如位于装置上的恒定光或闪烁光。视觉警报可以是发光按钮或带有比如"流动受阻"等符号或词语的图标,其可以在视觉警报被激活时发光。警报可以是机械警报,比如改变位置的标签、杠杆或按钮,诸如在警报期间弹出或排出装置的按钮或在警报期间在装置外部旋转的杆。该装置可以包括一个或多个警报器。该装置可以包括一个或多个视觉警报器、听觉警报器、机械警报器或其任何组合。
在一些实施例中,抽吸装置或附件包括朝向抽吸装置或附件的远端设置的抽吸端口或入口端口。抽吸装置或附件还包括接收第一加压气体流的加压气体端口。抽吸装置或附件的第一空气流放大器与抽吸端口流体连通。空气流放大器构造为接收第一加压气体流,以产生第一低压区域。此第一低压区域产生从抽吸装置或附件的外部进入到抽吸端口中的第一流。第一加压气体流和进入到抽吸端口中的第一流的组合流传送出第一空气流放大器的输出端口。
抽吸装置或附件可以包括过滤器。此过滤器接收(并且由此过滤)组合流。过滤器包括至少一个过滤器入口端口和至少一个过滤器输出端口。至少一个过滤器入口端口流体连接至过滤介质,使得进入过滤器的空气在排出至少一个过滤器输出端口之前穿过过滤介质。相应地,组合流在其穿过过滤器期间被过滤。
在一些实施例中,抽吸装置或附件可以包括第二空气流放大器。第二空气流放大器构造为产生第二低压区域,其从第二加压气体流产生第二流。第二空气流放大器接收第二加压气体流,以产生第二低压区域。添加多个空气流放大器增加了抽吸装置的抽吸能力。在一些实施例中,第二空气流放大器可以联接到第一空气流放大器。在一些实施例中,第二空气流放大器可以构造为补偿归因于过滤器的流动阻力的流动损失和/或压力(抽吸)损失。例如,第二空气流放大器可以补偿过滤器的流动阻力的一部分(例如,1/4、1/2等)或全部。在另一个示例中,第二空气流放大器可以生成超过(例如,1.25x、1.5x)过滤器的流动阻力的抽吸。
在一些实施例中,抽吸装置或附件可以包括回流防止器。该回流防止器(例如止回阀、单向阀等)可以构造为防止加压气体流经由抽吸端口排出。如果省略或未激活回流防止器,则在经由输出端口流过的流发生阻塞、闭塞或其它阻挡的情况下,加压气体流可能经由抽吸端口排出。阻塞可能发生在抽吸装置本身、辅助管道、管线或管路中,其构造为容纳并带走由抽吸装置或附件抽吸入的材料。
在一些实施例中,抽吸装置或附件包括警报器。警报器可以响应于被激活的回流防止器而激活。在一些实施例中,回流防止器将加压气体流重定向到分流端口。在一些实施例中,响应于将气流重定向到分流端口而激活警报器。警报可以是听觉的。警报可以是可视的(例如,改变颜色、形状等的指示物)。警报可以是机械的(例如,振动)。在一些实施例中,警报包括在空气穿过它时产生可听到的噪声的汽笛。
在一些实施例中,用于去除手术副产物的方法包括通过包括第一空气流放大器的抽吸组件接收加压气体流。加压气体流被提供给第一空气流放大器。第一空气流放大器产生将抽吸流抽入到抽吸组件中的低压区域。抽吸流可以包括手术副产物。抽吸流从抽吸组件的外部进入抽吸端口中,通过空气流放大器,并且经由正压输出(或排放)端口从抽吸组件排出。
抽吸装置的重量可以小于约10千克(kg)、5kg、4.5kg、4kg、3.5kg、3kg、2.5kg、2kg、1.5kg、1kg或更少。该装置的重量可以小于约2kg。该装置的重量可以是在约0.5kg到约2kg之间。
抽吸装置可具有小于约100厘米(cm)、75cm、50cm、45cm、40cm、35cm、30cm、25cm、20cm、15cm、14.5cm、14cm、13.5cm、13cm、12.5cm、12cm、11.5cm、11cm、10.5cm、10cm、5.5cm、5cm或更小的最大外径。最大外径可以小于约15cm。最大外径可以小于约12cm。最大外径可以小于约11.5cm。最大外径可以在约5cm到约13cm之间。最大外径可以在约50cm与40cm之间。最大外径可以在约100cm至约50cm之间。
抽吸装置可以具有约200cm、150cm、100cm、75cm、60cm、55cm、50cm、45cm、44cm、43cm、42cm、41cm、40cm、39cm、38cm、37cm、36cm、35cm、34cm、33cm、32cm、31cm、30cm、29cm、28cm、27cm、26cm、25cm、20cm或更小的最大外部长度。该装置可以具有小于约45cm的最大外部长度。该装置可以具有小于约40cm的最大外部长度。该装置可以具有约39cm的最大外部长度。该装置可以具有在约40cm到约20cm之间的最大外部长度。该装置可以具有在约200cm到约50cm之间的最大外部长度。
抽吸装置可以具有约50cm、45cm、40cm、35cm、30cm、25cm、24cm、23cm、22cm、21cm、20cm、19cm、18cm、17cm、16cm、15cm、14cm、13cm、12cm、11cm、10cm、9cm、8cm、7cm、6cm、5cm或更小的最大外部宽度。该装置可具有小于约20cm的最大外部宽度。该装置可具有小于约19cm的最大外部宽度。该装置可具有在约20cm到约15cm之间的最大外部宽度。该装置可具有在约50cm到约20cm之间的最大外部宽度。
在一些实施例中,抽吸装置包括中空壳体。在一些实施例中,中空壳体可以包括一种或多种金属、一种或多种聚合物、一种或多种塑料、一种或多种陶瓷、或一种或多种复合物或其任何组合。该装置可以包括一种或多种FDA批准的材料。该装置可以包括具有良好加工性能或可加工性的一种或多种材料。该装置可以包括具有低摩擦系数(比如小于0.25、小于0.2、小于0.15、小于0.1或更小)的一种或多种材料。该装置可以包括具有高拉伸强度(比如大于6,000磅/平方英寸(psi)、大于7,000psi,大于8,000psi、大于9,000psi或更大)的一种或多种材料。
该装置可以包括一种或多种聚合物。该装置可以包括一种或多种共聚物。该装置可以包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)。该装置可以包括聚缩醛。例如,该装置可以包括甲醛的聚缩醛,比如缩醛(聚甲醛)。该装置可以包括一种或多种塑料。该装置可以包括聚合物,其含有硅氧烷,比如硅油,硅橡胶,硅酮树脂,或硅酮填缝剂,或其任何组合。例如,装置的一个或多个阀可以包括硅酮。该装置可以包括聚苯乙烯、聚乙烯、烧结玻璃、硼硅酸盐玻璃、玻璃纤维、尼龙、聚酰胺(PA)、聚醚砜(PES)、聚四氟乙烯(PTFE)、无表面活性剂的醋酸纤维素(SFCA)、再生纤维素(RC)、聚偏二氟乙烯(PVDF)或其任何组合。在一些实施例中,该装置可以包括一种或多种材料,用于声音减弱,比如声音缓冲(即,防止振动)、声音吸收(即,吸收噪声)、声音衰减(即,降低的声音能量)或其任何组合。该装置可以包括有助于声音缓冲、声音吸收、声音衰减或其任何组合的几何形状。该装置可以包括层压层、表面微结构或其组合,以有助于声音缓冲、声音吸收、声音衰减或其任何组合。该装置可以包括消声瓷砖、纤维玻璃棉絮、聚氨酯泡沫、多孔泡沫(比如橡胶泡沫)、三聚氰胺泡沫(比如甲醛-三聚氰胺-亚硫酸氢钠共聚物)、毛毡、共振吸收剂、亥姆霍兹(Helmholtz)共振器、或其任何组合。该装置可以包括单独的或与用于声音缓冲的一种或多种材料组合的声学解耦。
在一些实施例中,抽吸装置壳体包括一个或多个中空节段。在一些实施例中,抽吸装置壳体可以包括基本上彼此对齐定位的一个或多个中空节段。在一些实施例中,装置的一个或多个节段可以以多个不同取向定位,包括作为堆叠或其它类似构造,例如,四个中空节段可以布置在两个中空节段的两个堆叠中。在一些实施例中,一个或多个中空节段被构造为连通,使得一个或多个中空节段是连续的。在一些实施例中,一个或多个中空节段是流体连续的,使得例如抽吸流可以从一个中空节段行进到另一个中空节段。在一些实施例中,一个或多个中空节段构造为连通,使得例如抽吸的气体、液体、固体或其任何组合的流可以从一个中空节段行进到另一个中空节段。在一些实施例中,壳体的中空节段还可以包括其它部件(包括端口)。例如,在一些实施例中,抽吸装置壳体的第一中空节段包括入口端口,其还可以包括用于与例如抽吸管路联接的外部联接器或连接器。在一些实施例中,装置壳体的第一中空节段包括报警器端口,该报警器端口包括报警器,其构造为在该装置由于例如阻挡而不能正常工作时发声。在一些实施例中,一个或多个中空节段包括一个或多个孔,该一个或多个孔构造并定位为助于与一个或多个其它中空节段连通。在一些实施例中,第一中空节段与第二中空节段对齐定位,第一中空节段包括与第一中空节段的内部连续的第一孔,第二中空节段包括与第二中空节段的内部连续的第二孔,并且第一孔被定位为使得其面对第二孔并与第二孔对齐或基本上对齐。在一些实施例中,一个或多个中空节段的形状可以是管状的。在一些实施例中,一个或多个中空节段可以是任何多边形的形状,包括例如形状为立方形或球形。在一些实施例中,中空节段中的孔可以是圆形的。在一些实施例中,中空节段中的孔可以包括任何形状,包括例如椭圆形、正方形、矩形或三角形。在一些实施例中,壳体还包括一个或多个空气流放大器机构。装置的第一节段、第二节段、第三节段或任何附加节段可以包括例如圆柱形、正方形、矩形、六边形、三角形、螺旋形、梯形、椭圆形或其任何组合。中空节段的一部分可以包括圆柱形、正方形、矩形、六边形、三角形、螺旋形、梯形、椭圆形或其任何组合。中空节段可以包括多于一个的形状。装置的第一中空节段、第二中空节段、第三中空节段或任何附加节段可以包括有助于声音减弱或缓冲的几何形状。例如,壳体的内壁的一部分可以包括表面微架构,以助于声音减弱。壳体的内壁的一部分可以包括包含具有吸声特性的材料的层压层或包含有助于声音减弱的表面微架构的层压层或其组合。在一些实施例中,内壁的一部分可以包括隔音板。在一些实施例中,内壁的一部分可以包括迷宫几何形状、六边形几何形状、凸形几何形状、蜂窝几何形状或其任何组合。
在一些实施例中,抽吸装置包括空气流放大器机构。在一些实施例中,空气流放大器机构是中空节段中的一个或多个的部件。在一些实施例中,空气流放大器不是中空节段的部件。在一些实施例中,第一中空节段中的第一孔与第二中空节段中的第二孔连续。在一些实施例中,第一中空节段中的第一孔与第二中空节段中的第二孔流体连续,并且第一中空节段和第二中空节段由间隙空间物理分隔。在一些实施例中,第一中空节段和第二中空节段流体连续,但被间隙空间分隔,并且第一节段的第一孔不覆盖第一中空节段的整个表面,使得在第一中空节段的外部上存在至少部分地围绕第一孔的实心表面的区域。同样,在一些实施例中,第一中空节段和第二中空节段流体连续,但被间隙空间分隔,并且第二节段的第二孔不覆盖第二中空节段的整个表面,使得在第二中空节段的外部上存在至少部分地围绕第二孔的实心表面的区域。在一些实施例中,围绕第一孔的外表面与围绕第二中空的第二孔的外表面之间的间隙空间形成导管。在此实施例中,该导管包括:第一壁,其包括围绕第一孔的外表面;第二壁,其包括围绕第二中空的第二孔的外表面;以及间隙空间,其在两壁之间。在一些实施例中,导管是空气流放大器机构的一部分,该空气流放大器机构构造为在壳体内无源地生成抽吸,该抽吸可以进一步传递到壳体的外部。
在一些实施例中,空气流放大器至少部分地包含在抽吸装置壳体内。在一些实施例中,空气流放大器包括用于相对于环境压力在壳体内生成低压区的机构,所述低压区然后生成抽吸力。在一些实施例中,空气流放大器导致加压气体的喷射流基本上完全沿着装置壳体的中空节段的一个或多个内表面行进。当空气流放大器导致加压气体的喷射流基本上完全沿着装置壳体的中空节段的一个或多个内表面行进时,在装置的中空节段的内部内建立低压区。在一些实施例中,当建立低压区时,该低压区生成基本上沿与喷射流相同的方向指向的抽吸力。在一些实施例中,由喷射流生成的抽吸力在壳体的入口端口处产生抽吸。在一些实施例中,空气流放大器包括用于引导加压气体流的机构。在一些实施例中,空气流放大器包括与加压气体流端口连续的导管,其中导管构造为从加压气体流端口接收加压气体。在一些实施例中,导管在壳体内定位在第一中空节段和第二中空节段之间,并且所述导管构造为与第二中空节段中的孔流体连续。在一些实施例中,该导管包括:第一壁,其包括围绕第一孔的外表面;第二壁,其包括围绕第二中空的第二孔的外表面;以及间隙空间,其在两壁之间。在一些实施例中,间隙空间可以包括环形形状。在非限制性示例性实施例中,该间隙空间可以包括任何形状,包括立方体形状、矩形形状和三角形形状。在一些实施例中,空气放大器机构的导管和第二孔相对于彼此定位成使得加压气体流从导管行进到第二孔中。在一些实施例中,导管和第二孔相对于彼此定位成使得加压气体流行进通过导管并进入第二中空空间中。在一些实施例中,导管和第二孔相对于彼此定位成使得加压气体流行进通过导管然后进入到第二中空空间中,其中加压气体形成喷射流,该喷射流基本上完全沿着第二中空节段的一个或多个内表面行进,从而根据科恩达效应,建立邻近喷射流的低压区。在该实施例中,第二中空节段内生成的低压区域从第一中空节段和抽吸装置外的包括抽吸流或抽吸力的环境将更高压力的空气流抽引到第二中空节段中。在该实施例中,抽吸流或抽吸力传递通过第二中空节段、通过间隙空间(在第一孔与第二孔之间)、通过第一中空节段并且通过入口端口。在一些实施例中,第一中空空间包括入口端口或抽吸端口,通过它使空气流放大器机构和第二中空节段所生成的抽吸得以传递到装置的外部。在一些实施例中,该装置可以构造为提供抽吸气体、液体、固体或其任何组合(例如包括蒸汽)的抽吸力。该抽吸力可以通过装置抽送或推送以下项目:a)物质的一部分、b)加压气体的一部分、或c)其组合。该抽吸力可通过一个或多个过滤器抽送或推送一部分物质、一部分加压气体或其组合。该抽送或推送可取决于导管相对于抽吸流或物质或加压气体的位置的放置。
在一些实施例中,空气放大器机构的导管相对于空气放大器的第二孔以约0度到90度之间的角度定位。在一些实施例中,空气放大器机构的导管相对于空气放大器的第二孔以约90度到180度之间的角度定位。在一些实施例中,空气放大器机构的导管相对于空气放大器的第二孔以约180度的角度定位。在一些实施例中,空气放大器机构的导管相对于空气放大器的第二孔以约175度的角度定位。在一些实施例中,空气放大器机构的导管相对于空气放大器的第二孔以约170度的角度定位。在一些实施例中,空气放大器机构的导管相对于空气放大器的第二孔以约165度的角度定位。在一些实施例中,空气放大器机构的导管相对于空气放大器的第二孔以约160度的角度定位。在一些实施例中,空气放大器机构的导管相对于空气放大器的第二孔以约155度的角度定位。在一些实施例中,空气放大器机构的导管相对于空气放大器的第二孔以约150度的角度定位。在一些实施例中,空气放大器机构的导管相对于空气放大器的第二孔以约145度的角度定位。在一些实施例中,空气放大器机构的导管相对于空气放大器的第二孔以约140度的角度定位。在一些实施例中,空气放大器机构的导管相对于空气放大器的第二孔以约135度的角度定位。在一些实施例中,空气放大器机构的导管相对于空气放大器的第二孔以约130度的角度定位。在一些实施例中,空气放大器机构的导管相对于空气放大器的第二孔以约125度的角度定位。在一些实施例中,空气放大器机构的导管相对于空气放大器的第二孔以约120度的角度定位。在一些实施例中,空气放大器机构的导管相对于空气放大器的第二孔以约115度的角度定位。在一些实施例中,空气放大器机构的导管相对于空气放大器的第二孔以约110度的角度定位。在一些实施例中,空气放大器机构的导管相对于空气放大器的第二孔以约105度的角度定位。在一些实施例中,空气放大器机构的导管相对于空气放大器的第二孔以约100度的角度定位。在一些实施例中,空气放大器机构的导管相对于空气放大器的第二孔以约95度的角度定位。在一些实施例中,空气放大器机构的导管相对于空气放大器的第二孔以约90度的角度定位。在一些实施例中,空气放大器机构的导管相对于空气放大器的第二孔以约85度的角度定位。在一些实施例中,空气放大器机构的导管相对于空气放大器的第二孔以约80度的角度定位。在一些实施例中,空气放大器机构的导管相对于空气放大器的第二孔以约75度的角度定位。在一些实施例中,空气放大器机构的导管相对于空气放大器的第二孔以约70度的角度定位。在一些实施例中,空气放大器机构的导管相对于空气放大器的第二孔以约65度的角度定位。在一些实施例中,空气放大器机构的导管相对于空气放大器的第二孔以约60度的角度定位。在一些实施例中,空气放大器机构的导管相对于空气放大器的第二孔以约55度的角度定位。在一些实施例中,空气放大器机构的导管相对于空气放大器的第二孔以约50度的角度定位。在一些实施例中,空气放大器机构的导管相对于空气放大器的第二孔以约45度的角度定位。在一些实施例中,空气放大器机构的导管相对于空气放大器的第二孔以约40度的角度定位。在一些实施例中,空气放大器机构的导管相对于空气放大器的第二孔以约35度的角度定位。在一些实施例中,空气放大器机构的导管相对于空气放大器的第二孔以约30度的角度定位。在一些实施例中,空气放大器机构的导管相对于空气放大器的第二孔以约25度的角度定位。在一些实施例中,空气放大器机构的导管相对于空气放大器的第二孔以约20度的角度定位。在一些实施例中,空气放大器机构的导管相对于空气放大器的第二孔以约15度的角度定位。在一些实施例中,空气放大器机构的导管相对于空气放大器的第二孔以约10度的角度定位。在一些实施例中,空气放大器机构的导管相对于空气放大器的第二孔以约5度的角度定位。在一些实施例中,空气放大器机构的导管相对于空气放大器的第二孔以约0度的角度定位。
具有在约0°到90°之间的角度的一个节段的倾斜端可以邻近具有在约90°到约180°之间的角度的第二节段的扩口端放置,使得倾斜端与扩口端之间的间隙空间形成导管。一个节段的倾斜端和第二节段的扩口端可以基本上彼此平行,以增强导管内的层流。第一节段的倾斜端的角度可以与第二节段的扩口端的角度匹配。第一节段的倾斜端的角度可以类似于第二节段的扩口端的角度。例如,第一节段的倾斜端可以是约90°,并且第二节段的扩口端可以是约90°。第一节段的倾斜端可以是约55°,并且第二节段的扩口端可以是约125°。第一节段的倾斜端可以是约35°,并且第二节段的扩口端可以是约145°。扩口端可以包括光滑的或圆滑的边缘,以增强或允许层流通过导管。
导管还可以通过将角度在0°到90°之间的一个节段的倾斜端邻近倾斜端在约90°到约180°之间倾斜的第二节段放置而形成。例如,第一节段的倾斜端可以是约90°,并且第二节段的倾斜端可以是约90°。第一节段的倾斜端可以是约55°,并且第二节段的倾斜端可以是约125°。第一节段的倾斜端可以是约35°,并且第二节段的倾斜端可以是约145°。
倾斜端可以相对于中心轴线以约90度(°)的角度或更小的角度倾斜。倾斜端可以以90°、85°、80°、75°、70°、65°、60°、55°、50°、45°、40°、35°、30°、25°、20°、15°、10°、5°或更小的角度倾斜。倾斜端可以相对于中心轴线以约55°倾斜。倾斜端可以相对于中心轴线以约35°倾斜。倾斜端可以相对于中心轴线在约55°至约35°之间倾斜。倾斜端可以相对于中心轴线在约60°至约20°之间倾斜。
倾斜端可以相对于中心轴线以约90度(°)的角度或更大的角度倾斜。倾斜端可以以90°、95°、100°、105°、110°、115°、120°、125°、130°、135°、140°、145°、150°、155°、160°、165°、170°、175°或约180°倾斜。倾斜端可以相对于中心轴线以约125°倾斜。倾斜端可以相对于中心轴线以约145°倾斜。倾斜端可以相对于中心轴线在约125°至约145°之间倾斜。倾斜端可以相对于中心轴线在约120°至约160°之间倾斜。
扩口端可以相对于中心轴线以约90度(°)的角度或更大的角度扩口。扩口端可以以约90°、95°、100°、105°、110°、115°、120°、125°、130°、135°、140°、145°、150°、155°、160°、165°、170°、175°或约180°扩口。扩口端可以相对于中心轴线以约125°扩口。扩口端可以相对于中心轴线以约145°扩口。扩口端可以相对于中心轴线在约125°至约145°之间扩口。扩口端可以相对于中心轴线在约120°至约160°之间扩口。
扩口端可以相对于中心轴线建立小于约90度的角度。扩口端可以相对于中心轴线建立可以为约90°、85°、80°、75°、70°、65°、60°、55°、50°、45°、40°、35°、30°、25°、20°、15°、10°、5°或更小的角度。扩口端可以相对于中心轴线建立可以为约55°的角度。扩口端可以相对于中心轴线建立可以为约35°的角度。扩口端可以相对于中心轴线建立可以在约55°至35°之间的角度。扩口端可以相对于中心轴线建立可以在约60°至20°之间的角度。
斜面可以在节段的一端处开始,并且延续到该节段的相反端。斜面可以包括该节段的长度的一部分。例如,节段的长度的倾斜的部分可以小于约1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%或更少。长度的倾斜的部分可以小于约25%。长度的倾斜的部分可以小于约15%。长度的倾斜的部分可以小于约10%。长度的倾斜的部分可以小于约5%。长度的倾斜的部分可以小于约1%。
扩口可以在节段的一端处开始,并且延续到该节段的相反端。扩口可以包括该节段的长度的一部分。例如,节段的长度的扩口的部分可以小于约1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%或更少。长度的扩口的部分可以小于约25%。长度的扩口的部分可以小于约15%。长度的扩口的部分可以小于约10%。长度的扩口的部分可以小于约5%。长度的扩口的部分可以小于约1%。
一个或多个倾斜端、一个或多个扩口端或其任何组合的角度可以是可调节的。例如,使用者可以调节一个或多个角度。例如,可以从远程位置自动调节角度。角度可以根据反馈机制进行调节,比如入口端口处的抽吸能力。使用者可以机械地旋转调谐器臂,以调节角度。
节段的一端或两端可以是扩口的、倾斜的、成角度的、有斜度的或渐变的。例如,节段可以具有第一端和第二端,其中的一个或两个可以是倾斜的。节段可以具有第一端和第二端,其中的一个或两个可以是扩口的。节段可以具有第一倾斜端和第二扩口端。一个或多个节段可以彼此相邻地串联放置,例如,将扩口端邻近倾斜端放置,或者将倾斜端邻近不同的倾斜端放置。具有两个扩口端的节段可以通过邻近该节段的两个扩口端之一放置每个附加节段的倾斜端,而与两个附加节段串联放置。
在一些实施例中,提供加压气体的加压气体端口(比如正压吸入口)可以定位成邻近壳体的外部的任一点。在一些实施例中,加压气体端口可以沿着壳体定位在空气放大器的远端侧的点处(其中该装置的近端包括具有入口端口的端部)。在一些实施例中,加压气体端口可以定位在空气放大器的近端侧的点处(其中该装置的近端包括具有入口端口的端部)。在一些实施例中,气体端口可以定位成邻近入口端口(比如管嘴)。在一些实施例中,气体端口可以定位成邻近出口端口(比如加压废物端口)。在一些实施例中,气体端口可以沿着导管的长度定位在任何点处。
在一些实施例中,空气放大器机构的一个或多个部件是可调节的。例如,使用者可以通过例如使第一中空节段和第二中空节段中的一个或多个相对于彼此移动(即,由此使导管的壁相对于彼此移动)来调节空气放大器的导管的间隙空间的宽度。在一些实施例中,导管的间隙空间的宽度例如可以从远程位置自动地调节。导管的间隙空间的宽度可根据反馈机制进行调节,比如入口端口处的物质量,或入口端口处的液体抽吸能力。使用者可以机械地旋转调谐器臂,以调节导管的间隙空间的宽度。调谐器臂可以可操作地联接到凹槽,例如螺旋凹槽,其可以建立线性移动,以调节导管的间隙空间的宽度。
减小导管的间隙空间的宽度可以增加液体抽吸能力。增加导管的间隙空间的宽度可以减小液体抽吸能力。在整个调谐器臂调节范围内或在用于导管的一个或多个间隙空间的可调节宽度的整个范围内,气体抽吸能力可以保持恒定。入口端口(比如管嘴)处的气体抽吸与液体抽吸的体积比可以在用于导管的间隙空间的宽度的整个范围内或在调谐器臂调节的整个范围内是可调节的。调谐器臂可以包括连续旋转或者可以包括对应于导管的间隙空间的特定宽度的不连续凹槽。
导管的长度可以比第一节段或第二节段的长度小约40%、35%、30%、25%、20%、15%、14%、13%、12%、11%、10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%或更小。导管的长度可以小于第一节段或第二节段的长度约10%。导管的长度可以小于第一节段或第二节段的长度约20%。导管的长度可以在第一节段或第二节段的长度的约1%到约10%之间。导管的长度可以在第一节段或第二节段的长度的约1%到约5%之间。导管的长度可以在第一节段或第二节段的长度的约1%到约15%之间。导管的长度可以在第一节段或第二节段的长度的约1%到约20%之间。
在一些实施例中,导管的间隙空间的宽度可以小于约10厘米(cm)、9.5cm、9cm、8.5cm、8cm、7.5cm、7cm、6.5cm、6cm、5.5cm、5cm、4.5cm、4cm、3.5cm、3cm、2.5cm、2cm、1.5cm、1cm或更小。导管的间隙空间的宽度可以小于约50毫米(mm)、45mm、40mm、35mm、30mm、25mm、20mm、15mm、10mm,9mm、8mm、7mm、6mm、5mm、4mm、3mm、2mm、1mm、0.5mm或更小。导管的间隙空间的宽度可以小于约5mm。导管的间隙空间的宽度可以小于约4mm。导管的间隙空间的宽度可以小于约3mm。导管的间隙空间的宽度可以小于约2mm。导管的间隙空间的宽度可以小于约1mm。导管的间隙空间的宽度可以在0mm到约2mm之间可调节。
该装置可以在入口端口处施加约40磅每平方英寸(psi)、35psi、30psi、29psi、28psi、27psi、26psi、25psi、24psi、23psi、22psi、21psi、20psi、19psi、18psi、17psi、16psi、15psi、14psi、13psi、12psi、11psi、10psi或约5psi的液体抽吸能力。液体抽吸能力可以是约25psi。液体抽吸能力可以是约20psi。液体抽吸能力可以是约15psi。液体抽吸能力可以是约10psi。液体抽吸能力可以在约25psi到约10psi之间。
装置的液体抽吸能力可以是可调节的。液体抽吸能力可以是在约25psi到约10psi之间可调节的。液体抽吸能力可以是在约40psi到约5psi之间可调节的。液体抽吸能力可以是在约30psi到约10psi之间可调节的。液体抽吸能力可以是在约25psi到约5psi之间可调节的。液体抽吸能力可以例如通过调节导管的间隙空间由使用者手动调节,或者使用者可以例如在远程位置处指定可以编程到装置中的液体抽吸能力。
调节间隙空间可以独立于气体抽吸能力,但可以改变入口端口处的液体抽吸能力。该装置可以能够在可调节液体抽吸能力的整个大范围内保持恒定的气体抽吸能力。该装置可以能够在从约10磅每平方英寸(psi)至约25psi的可调节的液体抽吸能力的整个范围内保持恒定的气体抽吸能力。该装置可以能够在从约5psi至约40psi的可调节的液体抽吸能力的整个范围内保持恒定的气体抽吸能力。该装置可以能够在从约10psi至约30psi的可调节的液体抽吸能力的整个范围内保持恒定的气体抽吸能力。该装置可以能够在从约5psi至约25psi的可调节的液体抽吸能力的整个范围内保持恒定的气体抽吸能力。
入口端口处的体积流量可以为约4立方英尺/分钟(cfm)、4.5cfm、5cfm、5.5cfm、6cfm、6.5cfm、7cfm、7.5cfm、8cfm、8.5cfm、9cfm、9.5cfm、10cfm、10.5cfm、11cfm、11.5cfm、12cfm、12.5cfm、13cfm、13.5cfm、14cfm、14.5cfm、15cfm、15.5cfm、16cfm、17cfm、18cfm、19cfm或20cfm。体积流量可以在约4cfm到约6cfm之间。体积流量可以在约12cfm到约15cfm之间。
入口端口处的液体抽吸速率可以为约100立方厘米每秒(cc/s)、95cc/s、90cc/s、85cc/s、80cc/s、75cc/s、70cc/s、65cc/s、60cc/s、55cc/s、50cc/s、45cc/s、40cc/s、35cc/s、30cc/s、25cc/s、20cc/s、15cc/s、10cc/s或约5cc/s。液体抽吸速率可以在约60cc/s到约5cc/s之间。液体抽吸速率可以至少为约30cc/s。液体抽吸速率可以至少为25cc/s。
液体抽吸速率可以是可调节的。液体抽吸速率可以在约60cc/s到约5cc/s之间可调节。液体抽吸速率可以在约60cc/s到约30cc/s之间可调节。液体抽吸速率可以在约100cc/s到约30cc/s之间可调节。液体抽吸速率可以例如通过调节导管的间隙空间由使用者手动调节,或者使用者可以例如在远程位置处指定可以编程到装置中的液体抽吸速率。
入口端口的内径可以是可调节的。使用者可以例如通过旋转装置上的第三调谐器臂来调节入口端口的内径。入口端口的内径可以基于进入入口端口的物质的体积来自动调节。内径可以是在约5毫米(mm)到约10厘米(cm)之间可调节的。内径可以是在约5mm到约50mm之间可调节的。内径可以是在约25mm到约100mm之间可调节的。内径可以是在约0.5cm到5cm之间可调节的。内径可以是在约0.5cm到约10cm之间可调节的。内径可以例如通过调节第三调谐器臂由使用者手动调节,或者使用者可以例如在远程位置处指定可以被编程到装置中的入口端口内径。
本文描述的抽吸装置在生成最小的或不相关的声音的同时提供抽吸。本文描述的抽吸装置的操作可以生成一种或多种声音。一种或多种声音可以等同于比如约43分贝(dB)的背景噪声。一种或多种声音可以比背景噪声大6dB以下。一种或多种声音可以比背景噪声大4dB以下。一种或多种声音可以小于约40dB、35dB、30dB、29dB、28dB、27dB、26dB、25dB、24dB、23dB、22dB、21dB、20dB、19dB、18dB、17dB、16dB、15dB、14dB、13dB、12dB、11dB、10dB、5dB或更小。一种或多种声音可以小于约40dB。一种或多种声音可以小于约30dB。一种或多种声音可以小于约20dB。一种或多种声音可以在约10dB到约30dB之间。一种或多种声音可以在约15dB到约35dB之间。
包括回流警报器或报警器的一个或多个实施例可以发出一种或多种声音。由回流警报器发出的一种或多种声音可以是可听到的。由回流警报器发出的一种或多种声音可以是约100dB、95dB、90dB、85dB、80dB、75dB、70dB、65dB、60dB、55dB、50dB或45dB。由回流警报器发出的一种或多种声音可以是约80dB。由回流警报器发出的一种或多种声音可以是约70dB。由回流警报器发出的一种或多种声音可以是约60dB。由回流警报器发出的一种或多种声音可以是约50dB。由回流警报器发出的一种或多种声音可以在约45dB到约60dB之间。由回流警报器发出的一种或多种声音可以在约45dB到约75dB之间。
在装置中可以包括一个或多个过滤器。例如,在装置中可以包括两个、三个、四个、五个或更多个过滤器。一个或多个过滤器可以定位在导管的间隙空间之前、导管的间隙空间之后、或其组合。一个或多个过滤器可以定位在入口端口处(比如在管嘴处)、出口端口(例如加压废物端口)处、壳体内或其任何组合。一个或多个过滤器可以收集比如固体物质等物质。一个或多个过滤器可收集细菌微粒、病毒微粒、固体手术废物或其任何组合。一个或多个过滤器可以基于一个或多个过滤器的孔隙大小来收集固体物质。过滤器的孔隙大小可以小于100微米(μm)、70μm、20μm、10μm、5μm、2μm、1μm、0.7μm、0.5μm、0.4μm、0.3μm、0.2μm、0.1μm,0.02μm、0.01μm或更小。孔隙大小可以是约100μm或更小。孔隙大小可以是约70μm或更小。孔隙大小可以是约0.5μm或更小。孔隙大小可以是约0.2μm或更小。一个或多个过滤器可以串联定位。
该装置可以用于收集,比如收集流体样本、细胞样本或组织样本。例如,该装置可以用于收集组织样本,比如在结肠镜检查期间收集息肉。该装置可以用于收集肿瘤活检样本。该装置可以用于收集流体样本,比如在手术期间收集血液样本。
在装置中可以包括一个或多个过滤器,以收集样本。在装置中可以包括一个或多个过滤器,以分类抽吸流,使得可以从抽吸流收集一种或多种样本。一个或多个过滤器可以收集组织样本,并且允许过滤或移除在收集期间也可能被抽吸的过量的气体或液体。一个或多个过滤器可以收集细胞样本,并且允许过滤或移除在收集期间也可能被抽吸的过量的气体或液体。一个或多个过滤器可将组织样本和细胞样本收集到装置的分隔的区域中,并且允许过滤或移除在收集期间也可能被抽吸的过量的气体或液体。一个或多个过滤器可以使用不同孔隙大小的过滤器来分离收集材料(即,组织、细胞、微粒)。一个或多个过滤器可以使用基于一个或多个细胞表面标记的正向选择或负向选择来分离收集材料,比如细胞样本。在一些实施例中,该装置可以包括特定几何形状的流体路径,以分类抽吸流并收集特别受关注的样本。
一种或多种气体或液体或组织(比如过量的气体或液体或组织)可以从该装置排出。可以将过量的气体或液体或组织收集到收集单元中以供进一步使用,比如收集过量的血液,用于进一步分析受试者的状况或用于进一步的研究使用。过量的气体或液体或固体可以回收以供进一步使用,比如收集可以回收来用于受试者的过量血液。该装置还可以包括用于存储收集材料(比如在收集之后存储组织样本)的收集单元。该装置的收集单元可以与装置分离,比如为可以在使用期间附接到装置的分离单元,或者可以形成在装置中。收集单元可以是可重复使用的。
在一些实施例中,该装置例如可以用于在外科手术期间提供抽吸。在一些实施例中,该装置可以构造为抽吸例如烟气、血液或手术碎片(包括例如粪便、脓液、冲洗液或骨碎片)。在一些实施例中,抽吸装置完全提供足够的抽吸,或者,在一些实施例中,位于装置内或与装置串联定位的一个或多个过滤器可以例如分离从手术部位抽吸的气体、液体和固体。例如,第一过滤器可以紧邻装置的入口端口之前定位,以过滤固体,并且第二过滤器可以定位在装置内,以从抽吸的气体过滤液体和较小的微粒。
手术副产物可以包括液体(例如,血液、唾液)、烟气、组织和/或有毒化学物中的一种或多种。抽吸流可以在从抽吸组件排出之前穿过过滤器。抽吸流可以穿过第二空气放大器(例如,在过滤器之后)。
抽吸流可以穿过回流防止器(例如,单向阀),以防止加压气体流经由抽吸端口(例如,在发生阻挡的情况下)从抽吸组件排出。可以向使用者报警在抽吸组件中存在阻塞物。可以分流加压气体以激活警报器。当激活回流防止器时,加压气体流可以被引导出抽吸组件的分流端口,由此防止加压气体流经由抽吸端口从抽吸组件排出。
在一些实施例中,抽吸组件包括低压端口,以接收进入低压端口的流中的手术副产物。抽吸组件还包括正压排出端口,以将手术副产物从抽吸组件中送出用于收集。正压气体端口接收加压气体流。第一空气放大器建立从低压端口到正压端口的流。该流将抽吸流中卷入的手术副产物从抽吸端口推进到排出端口。
在一些实施例中,抽吸组件可以包括一个或多个阀。一个或多个阀可以是单向阀。一个或多个阀可以是梭阀、泄压阀、回流防止阀、止回阀或其任何组合。
在一些实施例中,弹簧可以是用于密封一个或多个阀(比如梭阀)的能量源。弹簧可以提供约0磅(lbs)到约30磅之间的力。弹簧可以提供在约2磅到约4磅之间的力。弹簧可以提供至少约2.5磅的力。弹簧可以提供至少约2磅的力。弹簧可以提供至少约1.5磅的力。弹簧可以提供至少约1磅的力。弹簧可以提供至少约0.5磅的力。弹簧可以提供在约0.5磅到1磅之间的力。弹簧可以提供在约0.5磅到约0.8磅之间的力。
在一些实施例中,抽吸组件还可以包括回流防止阀。回流防止阀阻挡加压气体流经由低压端口排出。具体地,当阻塞物阻挡回流阀与排出端口之间的流时,回流防止阀防止加压气体从低压端口流出。回流防止阀还可以将加压气体流从抽吸组件的分流端口分流出。
在一些实施例中,空气放大器装置包括限定大体圆柱形腔体的结构,该圆柱形腔体具有在第一端处的第一开口和在第二端处的第二开口。该圆柱形腔体由腔体的内壁限定。该结构在限定喷射开口的第一端附近的内壁中具有间隙空间,比如环形开口。该喷射开口适于允许加压气体从环形开口流出,使得在第一端处产生低压区域,并且在第二端处产生放大流。环形开口构造为使得加压气体相对于腔体的朝向第二端的内壁以一定角度(例如,0°-90°)进入腔体。在一些实施例中,可能需要更锐的锐角(例如30°-50°)。在环形开口与腔体连通处,腔体构造为使得其扩张为更大的直径。
在一些实施例中,间隙空间(比如环形开口)的尺寸是可调节的,以在第一端处控制环境空气与低压区域之间的压力差。结构的一部分可以是可旋转的,以调节环形开口的尺寸,从而控制压力差。环形开口可以具有轮廓,使得进入腔体的加压气体附加到结构的限定出环形开口的部分的弯曲表面,由此建立增加放大流的总质量流量的低压区域。
环形开口的尺寸可以是可调节的,以控制由空气放大器提供的气体抽吸与液体抽吸的比率。在一些实施例中,抽吸装置包括可旋转构件,以调节环形开口的尺寸,从而在第一端处控制环境空气与低压区域之间的压力差。在一些实施例中,环形开口具有轮廓,使得进入腔体的加压气体附加到结构的限定出环形开口的部分的弯曲表面,由此建立增加放大流的总质量流量的低压区域。环形开口可以具有轮廓,使得进入腔体的加压气体附加到结构的限定出环形开口的部分,由此建立的低压区域,并且增加放大流的总质量流量。
在一些实施例中,用于建立抽吸的装置包括限定腔体的壳体,该腔体具有在第一端处的第一开口和在第二端处的第二开口。装置还在壳体的内表面中具有至少一个开口,其适于允许气流从该至少一个开口排出,使得在第一端处产生低压区域,并且在第二端处产生组合流。这种组合流包括气流和抽吸流,抽吸流由于低压区域而进入第一端。该装置还具有控制器,该控制器操控至少一个开口,以调节低压区域与环境压力之间的压力差的量。
在一些实施例中,至少一个开口构造为使用科恩达效应。在一些实施例中,至少一个开口构造为使用文丘里(Venturi)效应。该装置还可以具有阻挡物检测器,该阻挡物检测器在组合流被阻塞时阻止气流从至少一个开口排出。
在一些实施例中,医疗抽吸装置包括接收加压气体流的正压输入端口。该装置还包括输入端口,以提供将物质卷入并接收到抽吸装置中的低压区域。该装置还包括正压输出端口,以输出经由输入端口接收到抽吸装置中的物质流和加压气体流。该装置还具有与输入端口连通的止回阀,以至少防止加压气体流经由抽吸端口排出。
在一些实施例中,医疗抽吸装置还包括警报器,以在止回阀防止流经由抽吸端口排出时机械地激活。在一些实施例中,激活止回阀可以至少分流加压气体流的一部分,以激活警报器。加压气体的该分流部分可以建立听觉警报。例如,分流部分可以穿过汽笛,由此产生可听到的声音。警报器可以是可见的指示物。加压气体的分流部分可以移动构件,其使指示物对医疗抽吸装置的操作者可见。警报器可以包括用于测量医疗抽吸装置内的压力的机械量表或电子换能器。警报器可以构造为响应于装置的达到阈值标准的内部压力而激活。警报器还可以通知使用者装置的当前内部压力水平和/或一个或多个内部压力水平是否在期望的操作范围之内(或之外)。
在一些实施例中,医疗抽吸装置包括从吸入端口到排放端口的内部管腔。空气放大器组件与内部管腔处于流体流动连通。空气放大器组件将接收压缩空气源,由此压缩空气被空气放大器组件引导,以在输入端口处建立低压区域,并从排放端口流出。医疗抽吸装置还包括回流防止阀,其在内部管腔中位于输入端口与空气放大器组件之间。
在一些实施例中,医疗抽吸装置还包括警报器,其在回流防止阀防止流经由抽吸端口排出时机械地激活。回流防止阀的激活(用以防止流经由输入端口排出)也可以分流压缩空气流的至少一部分,以激活警报器。警报可以是由压缩空气流的部分建立的可听到的声音。例如,压缩空气流的部分可以穿过汽笛,由此建立可听到的声音。警报器可以是可见的指示物。压缩空气流的分流部分可以移动构件,其使可见的指示物对医疗抽吸装置的操作者可见。
在一些实施例中,医疗抽吸装置可以包括阻挡物清除控制器,其与回流防止阀结合来对管腔的至少一部分加压,以便清除阻挡物。例如,当激活阻挡物清除控制器时,可以通过压缩空气迫使阻挡物从排放端口排出。
在一些实施例中,一种操作医疗抽吸装置的方法包括接收加压气体流。该方法还包括使用加压气体流,以在输入端口处建立低压区域,从而将物质卷入并接收到抽吸装置中。该方法还包括经由输出端口将经由输入端口接收的物质流和加压气体流排出。该方法还包括激活阀,以至少防止加压气体流响应于阻挡物经由输入端口排出,该阻挡物将经由输出端口排放的加压气体流和物质流减少到第一阈值标准以下。
在一些实施例中,该方法还包括响应于阻挡物而激活警报器,该阻挡物将经由输出端口排放的加压气体流和物质流减少到第二阈值标准以下。在一些实施例中,第一阈值标准和第二阈值标准通过经由输出端口排放的加压气体流和物质流的流动共同减少来满足。警报器可以联接到阀,以在激活阀时激活警报器。
术语“约”是指被引用的数字指示加上或减去该被引用的数字指示的15%。
如本文所使用的术语“物质流”通常是指一种或多种气体、一种或多种液体、一种或多种固体或其任意组合的流。
如本文所使用的术语“流体”通常是指一种或多种气体、一种或多种液体或其任意组合。流体还可以包含固体,比如固体颗粒。
如本文所使用的术语“手术工具”通常是指在手术设施中使用的器具。手术工具可以包括切割器具、抓握或握持器具、牵开器、夹钳、牵引器。手术工具可以是电烙刀。手术工具可包括咬合器、骨凿、软骨破碎机、骨切割器、骨牵引器、髓内动力骨牵引器、骨钻、骨水平仪、骨槌、骨锉、骨锯、骨撬、骨夹板、骨钮扣、钳、插管、烧灼器、刮匙、抑制器、扩张器、解剖刀、手术镊、植皮刀、钳子、钩(即神经钩、产科钩、皮钩)、柳叶刀、拔牙刀、lythotome、lythotript、槌、麦默通、持针器、闭塞器、骨刀、起子(即骨膜、Joseph、Septum、Tessier骨膜)、探头、牵开器、肋骨扩张器、咬骨钳、超声刀、激光手术刀、剪刀、刮刀、窥器、吸管、手术起子、手术针、刀具、勒除器、海绵、匙、吻合器、缝合线、气管刀、组织扩张器、环钻或套管针。
如本文所使用的术语“容器”通常是指比如收集容器等容器。容器可以收集一种或多种流体,比如一种或多种液体。容器也可以收集一种或多种固体。容器可以将一种或多种流体传送通过容器,例如从容器的输入端口到输出端口。容器可以包括塑料或金属。容器可以是一次性的。容器可具有一个或多个输入端口、一个或多个输出端口或其任意组合。容器可以是圆形或圆柱形容器。容器可容纳至少约0.25升、0.5升、0.75升、1升、2升、5升、10升、20升、50升、100升、500升或更多的液体体积。容器可以保持至少约0.25升的液体体积。容器可以保持至少约0.5升的液体体积。容器可以保持至少约0.75升的液体体积。容器可以保持至少约1升的液体体积。容器可以保持至少约2升的液体体积。容器可以保持至少约5升的液体体积。容器可以保持至少约10升的液体体积。容器可以保持至少约20升的液体体积。容器可以保持至少约50升的液体体积。容器可以保持至少约100升的液体体积。
如本文所使用的术语“过滤器”通常是指基于颗粒尺寸收集颗粒的过滤器。在系统或抽吸装置中可以包括一个或多个过滤器,以分类卷入的流体,使得可以从卷入的流体收集一种或多种样本。一个或多个过滤器可以收集组织样本,并且允许过滤或去除在系统或装置的操作期间也可能被卷入或抽吸的过量气体或液体。一个或多个过滤器可以收集细胞样本,并且允许过滤或去除在该系统或装置的操作期间也可能被卷入或抽吸的过量气体或液体。一个或多个过滤器可将组织样本和细胞样本收集到装置的分离区中或系统内的不同位置处,并且允许过滤或去除在系统或装置的操作期间也可能被卷入或抽吸的过量的气体或液体。一个或多个过滤器可以使用不同孔隙大小的过滤器来分离收集材料(即,组织、细胞、微粒)。一个或多个过滤器可以使用基于一个或多个细胞表面标记的正向选择或负向选择来分离收集材料,比如细胞样本。在一些实施例中,该装置可以包括特定几何形状的流体路径,以分类抽吸流并收集特别受关注的样本。
术语“管路”通常指具有第一开口端和第二开口端的中空管腔。管路可以流体连接至系统的其它部件,比如连接至手术工具、过滤器或容器。管路可以具有多个长度。管路可以具有多种内径、多种外径以及多种厚度。管路可以是柔性的。管路可以是一次性的。管路可以与容器、过滤器、手术工具或其组合成一体。
术语“流体连通”通常是指流体连接的两个部件,比如手术工具和容器。例如,当比如管路等附加部件定位在两个部件之间时,手术工具和容器可以直接地流体连接,或者可以间接地流体连接。当手术工具与容器流体连通时,同一流体可从手术工具传送至容器,或反之亦然。
无源抽吸装置可以推送物质流通过系统,比如包括无源抽吸装置、手术工具、容器、过滤器、管路或其任意组合的系统。无源抽吸装置可以抽出物质流通过系统。第一无源抽吸装置可以推送物质流通过系统,并且第二无源抽吸装置可以抽出物质流通过系统。推力或抽力可以由科恩达效应、文丘里效应、伯努利效应或其组合生成。推力或抽力可以是抽吸力或真空力。使用无源抽吸装置来生成用于通过系统的物质流的推力或抽力可取决于无源抽吸装置在系统中的定位。例如,将无源抽吸装置的输出端口流体连接至手术工具的输入端口可以产生推力,以推送物质流通过手术工具。在一些情况下,将手术工具的输出端口流体连接至无源抽吸装置的输入端口可产生抽力,以抽出物质流通过手术工具。在系统内放置两个无源抽吸装置可以平衡系统的至少一部分(例如容器或管路)内的物质流的压力。在系统内放置无源抽吸装置可能会改变系统的效率。
如本文所使用的术语“效率”通常是指装置或系统(比如手术系统或无源抽吸装置)的效率。效率可以是避免浪费以下任何一项的可测量的能力:抽吸能力、抽吸头(比如整体抽吸头)、系统或装置的分贝水平、压力头、流体消耗或其它。系统或装置的效率可以指流体消耗(比如空气消耗)的效率、降低或最小化系统或装置的分贝或噪声水平的效率、克服压力差而不损害抽吸能力的效率、克服系统或装置中的过滤器的阻力、流体的流动分布的效率、抽吸头的效率、流量的效率或其任意组合。例如,比如图42A中的系统可以提供与图42B中的系统相比更高的效率。在一些实施例中,改变系统内的抽吸装置的位置可以改变系统的效率。在一些实施例中,改变系统内的过滤器的位置可以改变系统的效率。在一些实施例中,改变装置内的过滤器的位置可以改变装置的效率。在一些实施例中,改变过滤器的形状可以改变系统或装置效率。例如,缩短或加宽过滤器可以减小压力差而不损害抽吸,以增加系统或装置的效率。
如本文所使用的术语“面对表面”通常是指中空节段的一端的至少一部分的外表面。定位为与第二面对表面的至少一部分相邻或重叠的面对表面可形成导管。面对表面可以是几何形状,其中所述几何形状引导物质流进入无源抽吸装置。面对表面可以包括围绕中空节段的一端的整个周缘。面对表面可以是围绕中空节段的一端的周缘的至少一部分。面对表面可以与中空节段的内表面相邻。
如本文所使用的术语“收窄部”通常是指无源抽吸装置的内径的收窄部,比如中空节段的收窄部。无源抽吸装置可以包括一个或多个收窄部。收窄部可能会产生文丘里效应。收窄部可能会产生收敛发散的流体流。收窄部的长度可以包括中空节段的总长度的约1%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%或更少的长度。收窄部的长度可以包括中空节段的总长度的大约1%或更少的长度。收窄部的长度可以包括中空节段的总长度的大约5%或更少的长度。收窄部的长度可以包括中空节段的总长度的大约10%或更少的长度。收窄部的长度可以包括中空节段的总长度的大约15%或更少的长度。收窄部的长度可以包括中空节段的总长度的大约20%或更少的长度。收窄部的长度可以包括中空节段的总长度的大约25%或更少的长度。收窄部的长度可以包括抽吸装置的总长度的约1%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%或更少的长度。收窄部的长度可以包括抽吸装置的总长度的大约1%或更少的长度。收窄部的长度可以包括抽吸装置的总长度的大约5%或更少的长度。收窄部的长度可以包括抽吸装置的总长度的大约10%或更少的长度。收窄部的长度可以包括抽吸装置的总长度的大约15%或更少的长度。收窄部的长度可以包括抽吸装置的总长度的大约20%或更少的长度。收窄部的长度可以包括抽吸装置的总长度的大约25%或更少的长度。收窄部可以包括中空节段的内径,相比于沿着中空节段的长度的最宽的内径,中空节段在直径上减小约1%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%。收窄部可以包括中空节段的内径,中空节段在直径上与沿着中空节段的长度的最宽内径相比小约1%。收窄部可以包括中空节段的内径,中空节段在直径上与沿着中空节段的长度的最宽内径相比小约5%。收窄部可以包括中空节段的内径,中空节段在直径上与沿着中空节段的长度的最宽内径相比小约10%。收窄部可以包括中空节段的内径,中空节段在直径上与沿着中空节段的长度的最宽内径相比小约15%。收窄部可以包括中空节段的内径,中空节段在直径上与沿着中空节段的长度的最宽内径相比小约20%。收窄部可以包括中空节段的内径,中空节段在直径上与沿着中空节段的长度的最宽内径相比小约25%。
如本文所使用的术语“文丘里效应”通常是指在流体流过管腔(比如中空节段)的内径的收窄部或减小部时流体压力的降低或生成低压区。流体通过收窄部可能会产生低压区,比如收窄部处的区或与收窄部处大致相邻的区。收窄部可能会形成一个收敛然后发散流体流区,使得当流体通过收窄部时流体的速度增加,并且其局部压力降低。
如本文所使用的术语“科恩达效应”通常是指流体(比如加压气体或空气喷射流)被吸引到附近表面(比如无源抽吸装置的中空节段的面对表面)的趋势。
如本文所使用的术语“伯努利效应”通常是指流体动力学中的原理,其中流体速度的增加与压力的降低或流体的势能的降低同时发生。
如本文所使用的术语“加压流体”通常是指流体喷射、为无源抽吸装置提供动力的流体或者具有高速度的流体。加压流体可以是气体或液体。
装置内的低压区可以是相对于装置内的不同区的低压区。低压区可以比装置的输入端口处的压力低约5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%。低压区可以低于装置输入端口处压力约5%。低压区可以低于装置输入端口处压力约10%。低压区可以低于装置输入端口处压力约15%。低压区可以低于装置输入端口处压力约20%。低压区可以低于装置输入端口处压力约25%。低压区可以低于装置输入端口处压力约30%。低压区可以低于装置输入端口处压力约35%。低压区可以低于装置输入端口处压力约40%。低压区可以低于装置输入端口处压力约45%。低压区可以低于装置输入端口处压力约50%。装置内的低压区可以是相对于大气压的低压区。低压区可以比大气压低约5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%。低压区可以低于大气压约5%。低压区可以低于大气压约10%。低压区可以低于大气压约15%。低压区可以低于大气压约20%。低压区可以低于大气压约25%。低压区可以低于大气压约30%。低压区可以低于大气压约35%。低压区可以低于大气压约40%。低压区可以低于大气压约45%。低压区可以低于大气压约50%。
第一面对表面可以与第二面对表面相邻。第一面对表面可以至少部分地与第二面对表面重叠,比如重叠小于第二面对表面的长度的约25%。第一面对表面可以大致与第二面对表面重叠,比如重叠大于第二面对表面的长度的约25%。第二面对表面可以至少部分地与第一面对表面重叠,比如重叠小于第一面对表面的长度的约25%。第二面对表面可以大致与第一面对表面重叠,比如重叠大于第一面对表面的长度的约25%。
如本文所使用的术语“气体”通常是指既不具有独立形状也不具有体积的流体。气体可以是一种或多种气体(比如空气或环境空气)的混合物。气体可以是一种或多种气体(比如氮氧化物和氧气)的混合物。气体可以是纯气体,比如氧气、氮气、氩气或其它气体。气体可能是烟气,比如手术过程中产生的烟气,比如手术烟气。气体可以是加压气体,比如加压空气、氮气、氩气或其它气体。气体可以用作动力,比如气体或加压空气的喷射流,以产生真空力,从而将物质流卷入无源抽吸装置中。气体可以是从比如手术部位等部位抽引到无源抽吸装置中的卷入流体的至少一部分。
如本文所使用的术语“体液”通常指羊水、水状液、玻璃状液、胆汁、血液、血清、母乳、脑脊髓液、耳垢、乳糜、食糜、内淋巴、外淋巴、渗出物、粪便、胃酸、胃液、淋巴液、粘液、心包液、腹膜液、胸膜液、脓液、稀粘液、唾液、皮脂、浆液、精液、包皮垢、痰液、滑液、汗液、眼泪、尿液、呕吐物或其组合。
如本文所使用的术语“导管”通常是指物质流(比如气体、液体或其组合)通过的中空管腔。一种或多种固体比如固体颗粒也可以通过导管。导管可以是围绕中空节段的周缘或围绕彼此相邻的第一和第二中空节段的周缘的缝状开口。导管可以是环形开口。导管可以通过重叠两个中空节段的至少一部分而形成,其中第一中空节段的外径小于第二中空节段的内径。在一些情况下,无源抽吸装置可以包括导管。导管可以通过将第一中空节段的一端的第一面对表面定位为与第二中空节段的一端的第二面对表面相邻或至少部分地重叠而形成。在一些情况下,流体可以经由导管进入无源抽吸装置。在一些情况下,面对表面的几何形状可以引导流体经由导管进入无源抽吸装置的流路。在一些情况下,比如气体喷射流等加压流体可以经由导管进入无源抽吸装置。加压流体可以经由导管被引导至抽吸装置中,以在抽吸装置中形成低压区。在一些情况下,卷入的流体(比如气体或体液)可以经由导管进入无源抽吸装置。卷入的流体可以通过在抽吸装置中产生的低压区经由导管抽引到抽吸装置中。
系统可以包括一个或多个抽吸装置、一个或多个管路、一个或多个容器、一个或多个过滤器、一个或多个手术装置或其任意组合。例如,系统可以包括抽吸装置、两个管路、容器、过滤器和手术装置。系统可以包括两个抽吸装置、两个管路、容器、过滤器和手术装置。系统可以包括抽吸装置、两个容器、过滤器、三个管路和手术装置。系统可以包括两个抽吸装置。系统可以包括三个抽吸装置。系统可以包括四个抽吸装置。系统可以包括五个抽吸装置。系统可以包括六个抽吸装置。系统可以包括两个容器。系统可以包括三个容器。系统可以包括四个容器。系统可以包括五个容器。系统可以包括六个容器。
如本文所使用的术语“放大器”通常是指流体放大器,比如空气放大器。如本文所描述的抽吸装置可以是流体放大器。流体放大器可以利用比如空气喷射流或加压气体等原动流体来生成抽吸,以从与流体放大器相邻的部位(比如手术部位)卷入或抽引卷入的流体。放大器可以吹送、喷出或释放输出流,该输出流可以包括原动流体的至少一部分、卷入的流体的至少一部分或其组合。流体放大器可以从一部位卷入的流体,从一部位抽引流体,从一部位抽吸流体,从放大器的输出端口吹出流体,从放大器的输出端口喷出流体,从放大器的输出端口释放流体,或其任意组合。如本文所描述的抽吸装置或系统可以是流体放大器。
如本文所使用的术语“倍增器”通常是指流体倍增器,如空气倍增器。如本文所描述的抽吸装置可以是流体倍增器。流体倍增器可以将原动流体(比如空气喷射流)经过比如翼形形状或扇形形状等结构元件的表面。流体倍增器的面对表面可以包括翼形形状或扇形形状。当空气喷射流穿过翼形形状时,在翼形形状的表面附近形成低压区,从而引起额外的空气经过表面。流体倍增器还可能从与流体倍增器相邻的部位(比如手术部位)卷入或抽引流体(比如空气)。例如,翼形元件可以形成在圆周取向上,比如圆柱,使得圆柱的一侧的空气可以被卷入。流体倍增器可以产生包括原动流体、诱导流体、卷入的流体或其任意组合的总空气流。排出流体倍增器的输出端口的流体可以包括原动流体、诱导流体、卷入的流体或其任意组合。流体倍增器可将输出端口处的流体流相比于输入端口处的流体流倍增至少约1倍、2倍、3倍、4倍、5倍、6倍、7倍、8倍、9倍、10倍、11倍、12倍、13倍、14倍、15倍、16倍、17倍、18倍、19倍、20倍、21倍、22倍、23倍、24倍、25倍或更多。流体倍增器可将输出端口处的流体流量相比于输入端口处的流体流量倍增至少约2倍。流体倍增器可将输出端口处的流体流量相比于输入端口处的流体流量倍增至少约4倍。流体倍增器可将输出端口处的流体流量相比于输入端口处的流体流量倍增至少约6倍。流体倍增器可将输出端口处的流体流量相比于输入端口处的流体流量倍增至少约8倍。流体倍增器可将输出端口处的流体流量相比于输入端口处的流体流量倍增至少约10倍。流体倍增器可将输出端口处的流体流量相比于输入端口处的流体流量倍增至少约15倍。流体倍增器可将输出端口处的流体流量相比于输入端口处的流体流量倍增至少约20倍。如本文所描述的抽吸装置或系统可以是流体倍增器。
如本文所使用的术语“输送器”通常是指流体输送器,比如空气输送器。如本文所描述的抽吸装置或系统可以是流体输送器。流体输送器可抽引、运输或吹送流体(比如空气、液体)、固体(比如固体颗粒)或其任意组合。流体输送器可利用比如空气喷射流或加压气体等原动流体来生成低压区,以产生抽吸或真空,从而抽引、运输或吹送流体。如本文所描述的抽吸装置或系统可以是流体放大器、流体倍增器、流体输送器或其任意组合。
图1是示出了抽吸系统100的框图。在图1中,抽吸系统100包括真空发生器110。真空发生器110包括真空发生器110、输入端口111、抽吸端口112以及排放端口113。真空发生器110构造为从输入端口111接收正压气体供给物121。真空发生器110构造为由正压气体供给物121在抽吸端口112附近生成低压区域122。低压区域122具有低于环境空气压力的压力。环境空气压力克服低压区域122中的压力,由此在抽吸装置100内建立抽吸。低压区域122经由抽吸端口112将物质(例如液体、气体和固体)抽入到真空发生器110中。被抽入到真空发生器110中的物质被真空发生器110排出排放端口113。排放端口113输出经由输入端口111接收的气体和收集物质的流出物。这种流出物可以输出到管路、管道等,用于收集、分离和/或处置。
应当理解的是,术语“正压”和“低压”是相对的术语。这些术语应当理解为相对于真空发生器110附近的环境空气/气体压力。例如,正压气体供给物121可以是压缩空气流、氮气流、二氧化碳流或一些其它气态压力源的流。在这种情况下,正压气体供给物121被加压到真空发生器110周围的环境空气之上。同样,低压区域122可以是抽吸端口112附近的空气压力小于环境空气的区域。该低压区域导致抽吸端口112附近的空气流动到抽吸端口112中(可能卷入物质)。
在一些实施例中,真空发生器110利用流体流量放大器(亦称流量倍增器),来由正压气体供给物121生成低压区域122。在另一个实施例中,真空发生器110利用由正压气体供给物121供能的机械泵或风扇,来建立低压区域122。
在一些实施例中,真空发生器110可以构造为用于手持式操作。在这种构造中,真空发生器110的尺寸和形状会设计为在操作的同时由一只或多只手握持。由此,真空发生器110不是永久安装的(或便携式的,但是较大的)抽吸泵,而可以是相对较小的装置,该装置进行操作以将物质抽吸到抽吸端口112中,并且将物质从排放端口113排出。应当理解的是,虽然真空发生器110可以构造为用于手持式操作,但是其也可以用于替代程序(例如,腹腔镜检查、机械手等)。
应当理解的是,通过接收正压气体供给物121并产生正压流出物123,连接到输入端口111和排放端口113的管路和/或管道可以是薄壁的和可收缩的。连接到输入端口111和排放端口113的管路和/或管道可以是可收缩的,因为正压气体供给物121和正压流出物123的正压将“推开”可收缩管路或使其“膨胀”。由此,与用于依赖于供给真空管线或真空源(比如真空泵和/或铅垂壁端口)的“负压”系统相比,重量更轻和/或费用更便宜的管路可以用于真空发生器110。
输入端口111设置在抽吸装置100的壁内。输入端口111构造为接收正压气体供给物121。输入端口联接到真空发生器110。输入端口1110构造为将正压气体供给物121引导到真空发生器110。真空发生器110构造为接收正压气体供给物121。在一些实施例中,输入端口111构造为相对于真空发生器110的内壁以一定角度引导正压气体供给物121。
抽吸端口112设置在抽吸装置100的远端处。抽吸端口112构造为经由低压区域122接收物质流。抽吸端口112构造为联接到真空发生器110的远端。抽吸端口112构造为将物质流引导到真空发生器110中。真空发生器110构造为从抽吸端口112接收物质流。
排放端口113朝向抽吸装置100的近端设置。排放端口113联接到真空发生器110。排放端口113构造为接收正压气体供给物121和由真空发生器在抽吸端口112处接收的物质流的组合流。排放端口113构造为至少将组合流从抽吸装置100排出。在一些实施例中,排放端口113可以包括用以附接构造为接收正压流出物123的管路的接头。
图2是示出了操作抽吸系统的方法的框图。图2中所示的步骤可以通过抽吸系统100的一个或多个元件执行。在输入端口处接收加压气体流(202)。例如,输入端口111构造为接收正压气体供给物121,并且将其供给到真空发生器110。真空发生器110是空气流放大器的示例。在抽吸端口附近产生低压区域(204)。例如,真空发生器110构造为由正压气体供给物121在抽吸端口112附近产生低压区域。将物质流抽入到抽吸装置中(206)。例如,低压区域122小于环境空气压力。这导致物质流进入抽吸端口112。抽吸端口112构造为接收该物质流。将包括加压气体流和物质流的组合流从排放端口喷出(208)。例如,抽吸组件100构造为使组合流(其可以包括正压气体供给物121和在抽吸端口112处接收的物质流)穿过真空发生器110,并且作为正压流出物123从排放端口113排出。
图3是示出了具有回流防止性的抽吸系统300的框图。具有回流防止性的抽吸系统300包括真空发生器310、输入端口311、抽吸端口312、排放端口313和回流防止器316。抽吸系统300是抽吸系统100的示例;然而,具有回流防止性的抽吸系统300包括回流防止器316。
真空发生器310经由输入端口311接收正压气体供给物321,以在抽吸端口312处生成低压区域322。低压区域322将物质卷入并接收到具有回流防止性的抽吸系统300中。抽吸端口312构造为卷入并接收进入真空发生器310的手术副产物(例如,烟气、组织、气体、液体、有害化学物等)。在典型的操作中,被抽入到真空发生器310中的手术副产物通过真空发生器310作为正压流出物323从排放端口313排出。排放端口313输出正压流出物323,所述正压流出物包括卷入有正压气体供给物321的手术副产物。正压流出物323可以输出到管路、管道等,用于收集、分离和/或处置。
然而,排放端口313(或被连接以带走正压流出物323的管路)可能堵塞或阻塞。当这种情况发生时,阻塞物可以防止正压流出物323的全部或大部分从排放端口313流出。在没有回流防止器316的情况下,当正压流出物323不能从排放端口313流出时,正压流出物323可以替代地从抽吸端口312喷出。正压流出物323(并且尤其是正压气体供给物321)从抽吸端口312喷出是不期望的,并且可能对抽吸端口312附近的对象(例如,患者)造成伤害或其它问题。然而,回流防止器316构造为至少阻止正压流出物323的流经由抽吸端口312排出。
回流防止器316可以通过切断正压气体供给物321向真空发生器310的一个或多个部件的供给而使真空发生器310的操作停止,这导致低压区域322得以建立。回流防止器316可以通过防止任何“逆向”物质流经由抽吸端口312排出来使真空发生器310的操作停止。例如,回流防止器316可以与抽吸端口312对齐放置。当物质以流将排出抽吸端口312的方式开始流动时,回流防止器316可以激活。回流防止器316可以构造为使得一旦激活,其将保持激活,由此防止任何向抽吸端口312外的流动,直到去除(即,关闭)正压气体供给物321,或者阻挡物被清除。当激活时,回流防止器316也可以使正压气体供给物321分流而从分流端口流出,使得正压气体供给物321和正压流出物323可以从真空发生器310流出。
图4是示出了具有回流警报器的抽吸系统400的框图。具有回流警报器的抽吸系统400是抽吸系统100和抽吸系统300的示例;然而,具有回流警报器的抽吸系统300包括回流警报器417。具有回流警报器的抽吸系统400包括真空发生器410、正压输入端口411、抽吸端口412、排放端口413、低压区域422、正压流出物423、以及回流警报器417。
回流警报器417构造为向抽吸系统400的使用者警报存在阻挡物。一旦警报有阻挡物,使用者可以做以下中的一个或多个:(1)停止使用真空发生器410;(2)清除阻挡物,由此恢复正常操作;以及(3)终止正压气体供给物421的供给,由此关闭真空发生器410。
回流警报器417可以生成听觉警报(例如,汽笛或其它报警类型噪声)、可见警报(例如,标志或其它可见指示物)、触觉警报(例如,振动)或一些其它类型的警报,以通知使用者存在阻挡物。回流警报器417可以使用机械或电气器件来生成警报。为了提供可以用于生成警报的一些机械器件的示例,回流警报器417可以使用空气压力来使用汽笛类型设备生成听觉警报、通过物理地移动标志或其它可见指示物以生成可见警报、或者通过物理地移动质量块生成触觉警报。类似地,回流警报器417可以使用包括换能器、质量空气流量传感器等各种电子部件,来检测回流和信号电路,从而激活回流警报器417。
在一些实施例中,回流警报器417可以包括一个或多个机械量比或电子换能器,以测量真空发生器410内的压力。回流警报器417可以构造为响应于真空装置410内的达到阈值标准的内部压力而激活。回流警报器417还可以通知使用者真空发生器410的当前内部压力水平和/或内部压力水平是否在期望的操作范围内。本文描述的各种类型的警报器可以单独地或组合地使用。类似地,回流警报器417可以使用机械和电气器件,来单独地或组合地检测回流。
在一些示例中,真空发生器410可以具有与输入端口411连通的止回阀,例如回流防止器310,以至少防止正压气体供给物421的流从抽吸端口412排出。回流警报器417可以构造为在止回阀防止正压气体供给物421从抽吸端口412排出时激活。止回阀的激活(用以防止正压气体供给物421离开抽吸端口412)可以分流正压气体供给物421的至少一部分,以激活回流警报器417。回流警报器417可以使用正压气体供给物421的一部分来生成可听到的声音。例如,回流警报器417可以引导正压气体供给物的一部分通过汽笛,由此产生可听到的声音。替代地,回流警报器417可以使用可见的指示物,以通知使用者存在阻挡物。回流警报器417可以分流正压气体供给物421的一部分,以移动构件,其使可见的指示物对具有回流警报器的抽吸系统400的操作者可见。
图5是示出了具有安全特征的抽吸系统500的框图。具有安全特征的抽吸系统500可以是抽吸系统100、具有回流防止性的抽吸系统300和具有回流警报器的抽吸系统400的示例;然而,具有安全特征的抽吸系统500可以具有替代的构造和操作方法。具有安全特征的抽吸系统500包括真空发生器510、正压输入端口511、抽吸端口512、排放端口513、回流防止器516和回流警报器517。回流防止器516可操作地联接到回流警报器517。
回流防止器516可以通过切断正压气体供给物521向真空发生器510的一个或多个部件的供给而使真空发生器510的操作停止,这导致低压区域522得以建立。回流防止器516可以通过防止任何“逆向”物质流经由抽吸端口512排出来使真空发生器510的操作停止。当物质以流将排出抽吸端口512的方式开始流动时,回流防止器516可以激活。回流防止器516可以构造为使得一旦激活,其将保持激活,由此防止任何向抽吸端口512外的流动,直到去除(即,关闭)正压气体供给物521,或者阻挡物被清除。
回流防止器516可以可操作地联接到回流警报器517,以便响应于回流防止器516的激活而激活回流警报器517。这样,响应于阻挡物,真空发生器510既阻止(即,防止)流出物从抽吸端口512的逆流,又向使用者警报存在阻挡物。
回流警报器517可操作地联接到回流防止器516。回流警报器517构造为向真空发生器510的使用者警报存在阻挡物。一旦警报有阻挡物,使用者可以做以下中的一个或多个:(1)停止使用真空发生器510;(2)清除阻挡物,由此恢复正常操作;以及(3)终止正压气体供给物521的供给,由此关闭真空发生器510。
回流警报器517可以生成听觉警报(例如,汽笛或其它报警类型噪声)、可见警报(例如,标志或其它可见指示物)、触觉警报(例如,振动)或一些其它类型的警报,以通知使用者存在阻挡物。回流警报器517可以使用机械或电气器件来生成警报。为了提供可以用于生成警报的一些机械器件的示例,回流警报器517可以使用空气压力来使用汽笛类型设备生成听觉警报、通过物理地移动标志或其它可见指示物以生成可见警报、或者通过物理地移动质量块生成触觉警报。类似地,回流警报器517可以使用包括换能器、质量空气流量传感器等各种电子部件,来检测回流和信号电路,从而激活回流警报器517。本文描述的各种类型的警报器可以单独地或组合地使用。类似地,回流警报器517可以使用机械和电气器件,来单独地或组合地检测回流。
在一些实施例中,回流警报器517可以包括一个或多个机械量比或电子换能器,以测量真空发生器510内的压力。回流警报器517可以构造为响应于真空装置510内的达到阈值标准的内部压力(比如内部压力的增加)而激活,来指示可能的阻塞物。回流警报器517还可以通知使用者真空发生器510的当前内部压力水平和/或内部压力水平是否在期望的操作范围内。本文描述的各种类型的警报器可以单独地或组合地使用。类似地,回流警报器517可以使用机械和电气器件,来单独地或组合地检测回流。
真空发生器510包括与输入端口511连通的回流防止器516,以至少防止正压气体供给物521的流从抽吸端口512排出。回流警报器517可以构造为在回流防止器516防止正压气体供给物521从抽吸端口512排出时激活。回流防止器516的激活(用以防止正压气体供给物521和正压流出物523离开抽吸端口512)可以分流正压气体供给物521的至少一部分,以激活回流警报器517。回流警报器517可以使用正压气体供给物521的一部分来生成可听到的声音。例如,回流警报器517可以引导正压气体供给物的一部分通过汽笛,由此产生可听到的声音。替代地,回流警报器517可以使用可见的指示物,以通知使用者存在阻挡物。回流警报器517可以分流正压气体供给物521的一部分,以移动构件,其使可见的指示物对具有回流警报器的抽吸系统500的操作者可见。
图6是示出了操作具有安全特征的抽吸系统的方法的框图。图6中所示的步骤可以由抽吸系统500的一个或多个元件执行。在输入端口处接收加压气体流(602)。例如,输入端口511构造为接收正压气体供给物521,并且将其供给到真空发生器510。真空发生器510是空气流放大器的示例。在抽吸端口附近产生低压区域(604)。例如,真空发生器510构造为通过引导正压气体供给物521穿过真空发生器510而在抽吸端口512附近产生低压区域522。将物质流抽入到抽吸系统中(606)。例如,低压区域522小于环境空气压力。这导致物质流进入抽吸端口512。抽吸端口512构造为接收该物质流。将包括加压气体流和在抽吸端口处接收的物质流的组合流从排放端口喷出(608)。例如,具有安全特征的抽吸系统500构造为将使组合流(其可以包括正压气体供给物521和在抽吸端口512处接收的物质流)作为正压流出物523从排放端口513喷出。在抽吸端口处至少阻挡加压气体流排出(610)。例如,回流防止器516构造为至少防止正压气体供给物521从抽吸端口512排出。当具有安全特征的抽吸系统500的一部分被阻挡物阻塞时,可以激活回流防止器516。加压气体流被分流以激活报警器并从一个或多个分流端口流出(612)。例如,回流防止器516构造为使正压气体供给物521分流以激活警报器517,并且从一个或多个分流端口流出。
图7是示出了具有阻挡物清除控制器的抽吸系统700的框图。具有阻挡物清除控制器的抽吸系统700是抽吸系统100、具有回流防止性的抽吸系统300、具有回流警报器的抽吸系统400和具有安全特征的抽吸系统500的示例;然而,具有阻挡物清除控制器的抽吸系统700包括阻挡物清除控制器708。具有阻挡物清除控制器的抽吸系统700包括回流清除控制器708、真空发生器710、输入端口711、抽吸端口712、排放端口713、低压区域722以及回流防止器716。
阻挡物清除控制器708构造为响应于使用者输入而增加在真空发生器710内的从正压气体供给物721接收的压力。在操作中,当阻挡物清除控制器708被激活时,在真空发生器710内的从正压气体供给物721接收的压力增加。真空发生器710内的这种压力增加可以迫使阻挡物从排放端口713排出。阻挡物可以作为正压流出物723被带走。在一些实施例中,真空发生器710可以包括一个或多个分流端口,其构造为在具有阻挡物清除控制器的抽吸系统700被阻塞的情况下分流正压气体供给物721以免从抽吸端口712排出。在一些实施例中,阻挡物清除控制器708可以构造为阻挡一个或多个分流端口,从而允许压力在真空发生器710内增加。在一些实施例中,阻挡物清除控制器708可以与回流防止器716一起工作以增加压力。在这种实施例中,回流防止器716可以构造为阻挡正压气体供给物721从抽吸端口712排出,并且阻挡物清除控制器708可以同时阻挡一个或多个分流端口,以导致真空发生器710内的压力增加。
图8是示出了具有安全特征和阻挡物清除控制器的抽吸系统800的框图。具有安全特征和阻挡物清除控制器的抽吸系统800是抽吸系统100、具有回流防止性的抽吸系统300、具有回流警报器的抽吸系统400、具有安全特征的抽吸系统500和具有回流清除控制器的抽吸系统700的示例;然而,具有安全特征和阻挡物清除控制器的抽吸系统800可以包括替代的构造和操作方法。在图8中,具有安全特征和阻挡物清除控制器的抽吸系统800包括回流清除控制器808、真空发生器810、输入端口811、抽吸端口812、排放端口813、回流防止器816、回流警报器817和容器860。
回流清除控制器808构造为从真空发生器810将阻塞物或阻挡物从排放端口813喷出。回流清除控制器808构造为增加在真空发生器810内的由正压气体供给物821供给的压力。这种压力的增加可能迫使阻塞物或阻挡物从排放端口813排出。在一些实施例中,回流清除控制器808可以与回流防止器816一起工作。在这种示例中,回流防止器816可以阻挡正压气体供给物821从抽吸端口812处排出,并且将正压气体供给物821从一个或多个分流端口分流出。阻挡物清除控制器可以构造为阻挡一个或多个分流端口,从而允许来自正压气体供给物821的压力在真空发生器810内增加。
真空发生器810构造为从输入端口811接收正压气体供给物821。真空发生器810构造为由正压气体供给物821在抽吸端口812附近生成低压区域822。在一些实施例中,输入端口811构造为相对于真空发生器810的内壁以一定角度向真空发生器810供给正压气体供给物。真空发生器810可以构造为利用科恩达效应来产生低压区域822。
输入端口811构造为接收正压气体供给物821,并且将其供给到真空发生器810。在一些实施例中,输入端口811可以构造为相对于真空发生器810的内壁以一定角度向真空发生器810供给正压气体供给物821。管路可以用于将正压气体供给物821供给到输入端口811。在一些实施例中,输入端口811可以包括用于将管路联接到输入端口811的接头。可以使用的一些类型的接头包括:倒钩接头、快速断开接头或压缩接头。
抽吸端口812朝向真空发生器810的远端设置。抽吸端口812构造为接收物质流,并且将其供给到真空发生器810。在操作中,低压区域822将物质流抽入到抽吸端口812中。抽吸端口812向真空发生器810供给物质流。在一些实施例中,抽吸端口812可以包括径向排列在抽吸端口812的壁中的开口。开口在抽吸端口812附近提供附加的抽吸。开口可以构造为利用文丘里效应。开口可以构造为响应于使用者输入而打开与关闭。
排放端口813构造为将来自真空发生器810的正压流出物引导到收集源。容器860是收集源的示例。在一些实施例中,排放端口813可以包括用于联接到管路的接头。可以使用的一些类型的接头包括:倒钩接头、快速断开接头或压缩接头。管路可以用于将排放端口813联接到容器860。
回流防止器816可以通过切断正压气体供给物821向真空发生器810的一个或多个部件的供给而使真空发生器810的操作停止,这导致低压区域822得以建立。回流防止器816可以通过防止任何“逆向”物质流经由抽吸端口812排出来使真空发生器810的操作停止。例如,回流防止器816可以与抽吸端口812对齐放置。当物质以流将排出抽吸端口812的方式开始流动时,回流防止器816可以激活。回流防止器816可以构造为使得一旦激活,其将保持激活,由此防止任何向抽吸端口812外的流动,直到去除(即,关闭)正压气体供给物821,或者阻挡物被清除。回流防止器816可以可操作地联接到回流警报器817,以便响应于回流防止器816的激活而激活回流警报器817。这样,响应于阻挡物,真空发生器810既阻止(即,防止)流出物从抽吸端口812的逆流,又向使用者警报存在阻挡物。
回流警报器817构造为向真空发生器810的使用者警报存在阻挡物。一旦警报有阻挡物,使用者可以做以下中的一个或多个:(1)停止使用真空发生器810;(2)清除阻挡物,由此恢复正常操作;以及(3)终止正压气体供给物821的供给,由此关闭真空发生器810。在操作中,回流警报器817可以构造为在回流防止器816防止正压气体供给物821从抽吸端口812排出时激活。回流警报器817可以构造为响应于真空装置810内的达到阈值标准的内部压力而激活。阈值标准的一个示例包括真空发生器810内的可以表明阻塞的预设压力水平。回流警报器817可以生成听觉警报(例如,汽笛或其它报警类型噪声)、可见警报(例如,标志或其它可见指示物)、触觉警报(例如,振动)或一些其它类型的警报,以通知使用者存在阻挡物。回流警报器817可以使用机械或电气器件来生成警报。回流警报器817可以使用正压气体供给物821的一部分来生成可听到的声音。例如,回流警报器817可以引导正压气体供给物的一部分通过汽笛,由此产生可听到的声音。替代地,回流警报器817可以使用可见的指示物,以通知使用者存在阻挡物。回流警报器817可以分流正压气体供给物821的一部分,以移动构件,其使可见的指示物对操作者可见。类似地,回流警报器817可以使用包括换能器、质量空气流量传感器等各种电子部件,来检测回流和信号电路,从而激活回流警报器817。回流警报器817可以使用本文描述的警报器中的一个或组合来向真空发生器810的使用者通知存在阻挡物。
容器860构造为接收由排放端口813输出的废物,以用于收集、分离和/或处置。在一些实施例中,容器860可以联接到用于收集、分离和/或处置的管路、管道等的输出。在一些实施例中,容器860可以是连接到真空源的抽吸容器。容器860可以包含过滤器。容器860可以由具有期望特性的塑料、玻璃、金属或一些其它材料制成。一些理想的特性可以包括:成本、消毒的能力、制造方法、应用或一些其它衡量标准。
图9是示出了操作具有安全特征和阻挡物清除控制器的抽吸系统的方法的框图。图9中所示的步骤可以由具有安全特征和阻挡物清除控制器的抽吸系统800的一个或多个元件执行。在输入端口处接收加压气体供给物(902)。例如,输入端口811构造为接收正压气体供给物821,并且将其供给到真空发生器810。真空发生器810是空气流放大器的示例。在抽吸端口附近产生低压区域(904)。例如,真空发生器810构造为通过引导正压气体供给物821穿过真空发生器810而在抽吸端口812附近产生低压区域。将物质流抽入到抽吸系统中(906)。例如,低压区域822小于环境空气压力。这导致物质流进入抽吸端口812。抽吸端口812构造为将物质流接收到具有安全特征和阻挡物清除控制器的抽吸系统800中。将包括加压气体供给物和物质流的组合流从排放端口喷出(908)。例如,具有安全特征和阻挡物清除控制器的抽吸组件800构造为将组合流(其包括正压气体供给物821和在抽吸端口812处接收的物质流)从排放端口813排放。在抽吸端口处至少阻挡加压气体流排出(910)。例如,回流防止器816构造为在具有安全特征和阻挡物清除控制器的抽吸系统800的一部分被阻塞时激活。回流防止器816构造为至少防止正压气体供给物821经由抽吸端口812排出。加压气体流被分流以激活报警器并从一个或多个分流端口流出(912)。例如,回流防止器516构造为分流加压气体供给物521的至少一部分以激活警报器517,并且剩余部分从分流端口排出。抽吸系统内的压力增加,直到阻塞物从排放端口喷出(914)。例如,阻挡物清除控制器808构造为增加来自正压气体供给物821的压力,直到阻挡物从排放端口813喷出。收集组合流(916)。例如,容器860联接到排放端口813。排放端口813构造为将组合流引导到容器860中。容器860构造为至少收集组合流。
图10A是示出了过滤抽吸系统1000的框图。过滤抽吸系统1000是抽吸系统100、具有回流防止性的抽吸系统300、具有回流警报器的抽吸系统400、具有安全特征的抽吸系统500、具有回流清除控制器的抽吸系统700以及具有安全特征和阻挡物清除控制器的抽吸系统800的示例;然而,过滤抽吸系统1000包括过滤器1030。如图10A所示,过滤抽吸系统1000包括真空发生器1010、输入端口1011、抽吸端口1012、排放端口1013和过滤器1030。
真空发生器1010构造为接收正压气体1021,以在抽吸端口1012处生成低压区域1022。低压区域1022将物质卷入并接收到过滤抽吸系统1000中。物质可以包括手术副产物(例如,烟气、组织、气体、液体、有害化学物等)。在典型的操作中,被抽入到真空发生器1010中的手术副产物通过真空发生器1010从排放端口1013排出通过过滤器1030。
过滤器1030构造为捕集组合流(其可包括正压气体1021和手术副产物)中包括的物质。过滤器1030的各种实施例可以使用不同的操作来捕集不同类型的物质。过滤器1030包括一个或多个过滤器入口端口(在该示例中,排放端口1013与过滤器入口端口是一体的)以及一个或多个过滤器输出端口1033。一个或多个过滤器入口端口构造为接收来自真空发生器1010的组合流。过滤器1030捕集包含在组合流中的物质,并且将滤液传送到过滤器出口端口1030。过滤器1030可以容纳在构造为用于手持式操作的过滤抽吸系统1000内部。替代地,过滤器1030也可以位于离真空发生器1010的手持部分一定距离处。手术副产物和正压气体1021可以输出到管路、管道等,以输送到过滤器1030。
过滤器1030可以包括机械过滤器、生物过滤器、化学过滤器或包括其任何组合的其它类型的过滤器。机械过滤可以包括物理屏障或过滤介质类型的过滤器、涡流过滤器或旋流类型的过滤器或其组合。
使用物理屏障或过滤介质的过滤器通过物理阻挡微粒通过过滤介质来保留微粒。过滤介质从穿过它的流出物中机械地或物理地滤出固体。过滤介质能以多种材料和孔隙度获得,其可以被选择来限制它们能提取的微粒的大小。过滤介质中的孔越大,微粒物质必须越大,以便过滤器提取微粒物质。过滤介质的不同材料和孔隙度的组合可以用于将包括经由抽吸端口1012接收的气体和收集物质的流出物的特定元素分离出排放端口1013而进入过滤器1030中。
涡流或旋流过滤器通过旋流分离方法进行操作,以从流出物去除微粒,而不需要物理屏障或过滤介质。旋转效应和重力被用于分离固体和流体的混合物。这种方法也可以用于从气流中分离细小液滴。
生物过滤使用活性微生物,比如细菌和真菌,以从流出物捕获并生物降解污染物、有害化学物和其它不期望的物质。生物过滤可以用于气体和液体。生物过滤器包括有益微生物在其上生长的过滤介质。生物过滤介质可以由沙子、塑料、金属、陶瓷和其它材料制成。具有较大表面面积对体积比率的材料通常在生物过滤器中提供最佳的性能。
化学过滤经由活性炭、树脂和其它吸附剂从流出物去除溶解的微粒。化学过滤介质导致非所需的溶解物质向其附着。化学介质的两种普遍形式包括活性炭和树脂。活性炭具有允许某些有机或无机材料黏附于其的微观孔隙。碳从流出物去除许多有害元素。离子交换树脂通过吸引特定分子粘附于其上而起作用。树脂可以与碳结合。树脂通常会加强碳的过滤能力。蛋白质泡沫撇去或以臭氧进行氧化也可用于化学过滤。
图10B是示出了过滤抽吸系统1000的操作的框图。在操作中,真空发生器1010接收正压气体1021,以在抽吸端口1012处生成低压区域,并在排放端口1013处生成正压流出物。真空发生器1010是流量倍增器的示例。抽吸端口1012通过低压区域将物质1025(例如,流体1024和固体1026)抽入到真空发生器1010中。被抽入到真空发生器1010中的物质1025通过真空发生器1010从排放端口1013排出穿过过滤器1030。过滤器1030去除固体1050,并且传送滤液1027以在过滤器出口端口1033处离开过滤器1030。
图11是示出了操作过滤抽吸系统的方法的框图。图11中所示的步骤可以由过滤抽吸系统1000的一个或多个元件执行。在输入端口处接收加压气体流(1102)。例如,输入端口1011构造为接收正压气体1021,并且将其供给到真空发生器1010。真空发生器1010是空气流量倍增器的示例。在抽吸端口附近产生低压区域(1104)。例如,真空发生器1010构造为使用正压气体1021在抽吸端口1012附近产生低压区域1022。将物质流抽入到抽吸系统中(1106)。例如,低压区域1022小于环境空气压力。这导致物质流进入抽吸端口1012。抽吸端口1012构造为将物质流引导穿过过滤抽吸系统1000。将包括加压气体流和在抽吸端口处接收的物质流的组合流穿过过滤器(1108)。例如,真空发生器1010构造为将组合流(其可以包括正压气体1021和在抽吸端口1012处接收的物质流)穿过过滤器1030。将包括在组合流中的固体捕集在过滤器内并且将滤液穿过过滤器以进行收集(1110)。例如,过滤器1030构造为捕集固体1050,并且传送滤液1027,以进行收集。
图12是示出了受正压操作的抽吸装置1200的框图。正压抽吸装置1200是抽吸系统100的示例;然而,受正压操作的抽吸装置1200可以具有替代的构造和操作方法。如图12所示,受正压操作的抽吸装置1200包括抽吸装置1210、正压入口1211、抽吸吸入口1212、出口端口1213以及流体流量倍增器1215。
抽吸装置1210构造为在抽吸吸入口1212附近生成真空区域1222,以将物质抽入到抽吸装置1210中,并且将加压流出物从出口端口1213排出。物质可以以组合方式和可变比率包括固体、液体和气体。在一些实施例中,物质可以包括手术副产物。抽吸装置1210构造为由正压供给物1221生成真空区域1222。在一些实施例中,抽吸装置1210可以利用科恩达效应,以由正压供给物1221生成真空区域1222。
正压入口1211构造为接收正压供给物1221,并且将其供给到流体流量倍增器1215。在一些实施例中,正压入口1211构造为相对于流体流量倍增器1215的内壁以一定角度向流体流量倍增器1215供给正压供给物1221。管路可以用于将正压供给物1221供给到正压入口1211。在一些实施例中,正压入口1211可以包括用于将管路联接到正压入口1211的接头。可以使用的一些类型的接头包括:倒钩接头、快速断开接头或压缩接头。
抽吸吸入口1212朝向抽吸装置1210的远端设置。抽吸吸入口1212构造为接收物质流,并且将其供给到抽吸装置1210。在操作中,真空区域1222将物质流抽入到抽吸吸入口1212中。抽吸吸入口1212将物质流供给到流体流量倍增器1215。在一些实施例中,抽吸吸入口1212可以包括径向排列在抽吸吸入口1212的壁中的多个开口。开口在抽吸吸入口1212附近提供附加的抽吸。在一些实施例中,开口可以构造为利用文丘里效应。在一些实施例中,开口可以构造为响应于使用者输入而打开与关闭。
出口端口1213构造为将来自抽吸装置1210的加压流出物1223引导到收集源。在一些实施例中,出口端口1213可以包括用于联接到管路的接头。可以使用的一些类型的接头包括:倒钩接头、快速断开接头或压缩接头。
流体流量倍增器1215构造为从正压入口1211接收正压供给物1221。在一些实施例中,正压入口1211可以相对于流体流量倍增器1215的内壁以一定角度向流体流量倍增器1215供给正压供给物1221。流体流量倍增器1215构造为由正压供给物1221在抽吸吸入口1212附近生成真空区域1222。真空区域1222具有低于环境空气压力的压力。环境空气压力克服真空区域1222中的压力,由此在抽吸装置1210内产生抽吸。真空区域1222将物质(例如液体、气体和固体)抽入到抽吸吸入口1212中。抽吸吸入口1212构造为将物质供给到抽吸装置1210。被抽入到抽吸装置1210中的物质通过流体流量倍增器1215从出口端口1213排出。出口端口1213输出加压流出物1223(其可以包括正压供给物1221和在抽吸吸入口1212处收集的物质)。加压流出物1223可以输出到管路、管道等,用于收集、分离和/或处置。
应当理解的是,术语“正压”和“低压”是相对的术语。这些术语应当理解为相对于抽吸装置1210附近的环境空气/气体压力。例如,正压供给物1221可以是压缩空气流、氮气流、二氧化碳流或一些其它气态压力源的流。在这种情况下,正压供给物1221被加压到抽吸装置1210周围的环境空气之上。同样,真空区域1222可以是抽吸吸入口1212附近的空气压力小于环境空气的区域。真空区域1222导致在抽吸吸入口1212附近的空气流入到抽吸吸入口1212中(可能卷入物质)。
在一些实施例中,抽吸装置1210可以构造为用于手持式操作。在这种构造中,抽吸装置1210的尺寸和形状会设计为在操作的同时由一只或多只手握持。由此,抽吸装置1210不是永久安装的(或便携式的,但是较大的)抽吸泵,而可以是相对较小的装置,该装置进行操作以将物质抽吸到抽吸吸入口1212中,并且将物质从出口端口1213排出。应当理解的是,虽然抽吸装置1210可以构造为用于手持式操作,但是其也可以用于替代程序(例如,腹腔镜检查、机械手等)。
应当理解的是,通过接收正压供给物1221并产生加压流出物1223,连接到正压入口1211和出口端口1213的管路和/或管道可以是薄壁的和可收缩的。连接到正压入口1211和出口端口1213的管路和/或管道可以是可收缩的,因为正压供给物1221和加压流出物1223的正压将“推开”可收缩管路或使其“膨胀”。由此,与用于依赖于供给真空管线或真空源(比如真空泵和/或铅垂壁端口)的“负压”系统相比,重量更轻和/或费用更便宜的管路可以用于抽吸装置1210。
在一些实施例中,流体流量倍增器1215可以包括限定大体圆柱形腔体的结构,该腔体具有在第一端处的抽吸吸入口1212和在第二端处的出口端口1213。该圆柱形腔体由腔体的内壁限定。此外,该结构可以在抽吸吸入口1212附近的内壁中具有环形开口,其限定喷射开口,所述喷射开口适于允许正压供给物1221从环形开口流出,使得在抽吸吸入口1212处产生真空区域1222,并且在出口端口1213处产生倍增流。环形开口可以构造为使得正压供给物1221相对朝向出口端口1213附近的腔体的内壁以一定角度进入腔体,在环形开口与腔体连通处,腔体被扩口到更大的直径。环形开口还构造为使得加压气体相对于腔体的朝向第二端的内壁以一定角度(例如,0°-90°)进入腔体。在一些实施例中,可能需要更锐的锐角(例如30°-50°)。
间隙空间(比如环形开口)的尺寸可以是可调节的,以控制环境空气与真空区域1222之间的压力差。环形开口可以构造为包括轮廓,使得进入腔体的正压供给物1221附加到结构的限定出环形开口的部分的弯曲表面,由此建立增加倍增流的总质量流量的真空区域1222。此外,流体流量倍增器1215可以包括一种结构,其是可旋转的,以调节环形开口的尺寸,从而控制压力差。环形开口的调节允许操作者或使用者控制由流体流量倍增器1215提供的气体抽吸与液体抽吸的比率。
图13是示出了具有回流防止性的受正压操作的抽吸装置1300的框图。具有回流防止性的受正压操作的抽吸装置1300是受正压操作的抽吸装置1200的示例;然而,具有回流防止性的受正压操作的抽吸装置1300包括回流防止阀1316。具有回流防止性的受正压操作的抽吸装置1300包括抽吸装置1310、正压入口1311、抽吸吸入口1312、出口端口1313、流体流量倍增器1315以及回流防止阀1316。
在操作中,抽吸装置1310在正压入口1311处接收正压供给物1321,并且将正压供给物1321引导到流体流量倍增器1315,由此在抽吸吸入口1312附近生成真空区域1322。真空区域1322具有低于环境空气压力的压力。环境空气压力克服真空区域1322中的压力,由此在抽吸装置1310内产生抽吸。真空区域1322经由抽吸吸入口1312将物质(例如液体、气体和固体)抽入到抽吸装置1310中。在典型的操作中,被抽入到抽吸装置1310中的物质通过流体流量倍增器1315从出口端口1313排出,以用于收集。
然而,出口端口1313(或被连接以带走加压流出物1323的管路)可能发生堵塞或阻塞。当这种情况发生时,阻塞物可以防止加压流出物1323的全部或大部分从出口端口1313流出。在没有回流防止阀1316的情况下,当加压流出物1323不能从出口端口1313流出时,加压流出物1323可以替代地从抽吸吸入口1312喷出。加压流出物1323(尤其是正压供给物1321)的喷出是不期望的,并且可能对抽吸吸入口1312附近的对象(例如,患者)造成伤害或其它问题。然而,回流防止阀1316构造为至少阻止正压供给物1321的流经由抽吸吸入口1312离开。
回流防止阀1316构造为使抽吸装置1310的操作停止。回流防止阀1316可以通过切断正压供给物1321向抽吸装置1310的一个或多个部件的供给而使抽吸装置1310的操作停止,这导致建立真空区域1322。回流防止阀1316可以通过防止任何“逆向”物质流经由抽吸吸入口1312离开来使抽吸装置1310的操作停止。例如,回流防止阀1316可以与抽吸吸入口1312对齐放置。当物质以流将离开抽吸吸入口1312的方式开始流动时,回流防止阀1316可以激活。回流防止阀1316可以构造为使得一旦激活,其将保持激活,由此防止任何向抽吸吸入口1312外的流动,直到去除(即,关闭)正压供给物1321,或者阻挡物被清除。
图14是示出了具有回流警报器的受正压操作的抽吸装置1400的框图。具有回流警报器的受正压操作的抽吸装置1400是受正压操作的抽吸装置1200的示例;然而,具有回流警报器的受正压操作的抽吸装置1400包括警报器1417。具有回流警报器的受正压操作的抽吸装置1000包括抽吸装置1410、正压入口1411、抽吸吸入口1412、出口端口1413、流体流量倍增器1415以及警报器1417。
在操作中,抽吸装置1410接收正压供给物1421,以在抽吸吸入口1412处生成真空区域1422。真空区域1422将物质卷入并接收到具有回流警报器的受正压操作的抽吸装置1400中。抽吸端口1412构造为卷入并接收进入抽吸装置1410的手术副产物(例如,烟气、组织、气体、液体、有害化学物等)。在典型的操作中,被抽入到抽吸装置1410中的手术副产物作为加压流出物1423通过流体流量倍增器1415从出口端口1413排出。出口端口1413构造为输出加压流出物1423,所述加压流出物包括卷入有正压供给物1421的手术副产物。加压流出物1423可以输出到管路、管道等,用于收集、分离和/或处置。
然而,出口端口1413(或被连接以带走加压流出物1423的管路)可能发生堵塞或阻塞。当这种情况发生时,阻塞物可以防止加压流出物1423的全部或大部分从出口端口1413流出。当加压流出物1423不能从出口端口1413流出时,加压流出物1423可以替代地从抽吸吸入口1412喷出。
警报器1417构造为通知抽吸装置1410的操作者或使用者存在阻挡物。一旦警报有阻挡物,使用者可以做以下中的一个或多个:(1)停止使用抽吸装置1410;(2)清除阻挡物,由此恢复正常操作;以及(3)终止正压供给物1421的供给,由此关闭抽吸装置1410。
警报器1417可以生成听觉警报(例如,汽笛或其它报警类型的噪声)。警报器1417可以生成可见警报(例如,标志或其它可见指示物)。警报器1417可以生成触觉警报(例如振动)或一些其它类型的警报,以通知使用者存在阻挡物。警报器1417可以使用机械或电气器件来生成警报。为了提供可以用于生成警报的一些机械器件的示例,警报器1417可以使用正压供给物1421来使用汽笛类型设备生成听觉警报、通过物理地移动标志或其它可见指示物以生成可见警报、或者通过物理地移动质量块生成触觉警报。类似地,警报器1417可以使用包括换能器、质量空气流量传感器等各种电子部件,来检测阻塞物或回流以及信号电路,从而激活警报器1417。本文描述的各种类型的警报器可以单独地或组合地使用。
图15是示出了具有安全特征的受正压操作的抽吸装置1500的框图。具有安全特征的受正压操作的抽吸装置1100是受正压操作的抽吸装置1200、具有回流防止性的受正压操作的抽吸装置1300和具有回流警报器的受正压操作的抽吸装置1400的示例;然而,具有安全特征的受正压操作的抽吸装置1500可以包括替代的构造和操作方法。
具有安全特征的受正压操作的抽吸装置1500包括抽吸装置1510、正压入口1511、抽吸吸入口1512、出口端口1513、流体流量倍增器1515、回流防止阀1516和警报器1517。
在操作中,抽吸装置1510在正压入口1511处接收正压供给物1521,并且将正压供给物1521引导到流体流量倍增器1515,由此在抽吸吸入口1512附近生成真空区域1522。真空区域1522具有低于环境空气压力的压力。环境空气压力克服真空区域1522中的压力,由此在抽吸装置1510内产生抽吸。真空区域1522经由抽吸吸入口1512将物质(例如液体、气体和固体)抽入到抽吸装置1510中。在典型的操作中,被抽入到抽吸装置1510中的物质通过流体流量倍增器1515从出口端口1513排出。
流体流量倍增器1115利用流体动力学原理,包括但不限于:科恩达效应、文丘里效应、流体卷入和流体诱导,以倍增穿过抽吸装置1510的流出物流量。出口端口1513输出经由抽吸吸入口1512接收的收集物质和气体的加压流出物1523。加压流出物1523可以输出到管路、管道等,用于收集、分离和/或处置。
然而,出口端口1513(或被连接以带走加压流出物1523的管路)可能发生堵塞或阻塞。当这种情况发生时,阻塞物可以防止加压流出物1523的全部或大部分从出口端口1513流出。当加压流出物1523不能从出口端口1513流出时,加压流出物1523可以替代地从抽吸吸入口1512喷出。
回流防止阀1516可以通过切断正压供给物1521向抽吸装置1510的一个或多个部件的供给而使抽吸装置1510的操作停止,这导致建立真空区域1522。回流防止阀1516可以通过防止任何“逆向”物质流经由抽吸吸入口1512离开来使抽吸装置1510的操作停止。例如,回流防止阀1516可以与抽吸吸入口1512对齐放置。当物质以流将离开抽吸吸入口1512的方式开始流动时,回流防止阀1516可以激活。回流防止阀1516可以构造为使得一旦激活,其将保持激活,由此防止任何向抽吸吸入口1512外的流动,直到去除(即,关闭)正压供给物1521,或者阻挡物被清除。
警报器1517构造为向抽吸装置1510的使用者警报存在阻挡物。一旦警报有阻挡物,使用者可以做以下中的一个或多个:(1)停止使用抽吸装置1510;(2)清除阻挡物,由此恢复正常操作;以及(3)终止正压供给物1521的供给,由此关闭抽吸装置1510。
回流防止阀1516可以可操作地联接到警报器1517,以便响应于回流防止阀1516的激活而激活警报器1517。这样,响应于阻挡物,抽吸装置1510既阻止(即,防止)加压流出物1523从抽吸吸入口1512逆流出,又向使用者警报存在阻挡物。
警报器1517器可以生成听觉警报(例如,汽笛或其它报警类型噪声)、可见警报(例如,标志或其它可见指示物)、触觉警报(例如,振动)或一些其它类型的警报,以通知使用者存在阻挡物。警报器1517可以使用机械或电气器件来生成警报。本文描述的各种类型的警报器可以单独地或组合地使用。
图16是示出了具有安全特征的过滤抽吸装置1600的框图。具安全特征的受正压操作的抽吸装置1600是受正压操作的抽吸装置1200、具有回流防止性的受正压操作的抽吸装置1300、具有回流警报器的受正压操作的抽吸装置1400和具有安全特征的受正压操作的抽吸装置1500的示例;然而,具有安全特征的过滤抽吸装置1600包括过滤器1630和容器1660。具有安全特征的过滤抽吸装置1600包括抽吸系统1610、正压输入端口1611、真空端口1612、正压出口端口1613、流体加速器1615、回流阀1616、安全警报器1617、过滤器1630以及容器1660。
容器1660构造为接收由正压出口端口1613输出的废物,以用于收集、分离和/或处置。在一些实施例中,容器1660可以是连接到真空源的抽吸容器。在一些实施例中,容器1660可以包括过滤器。容器1660可以由具有期望特性的塑料、玻璃、金属或一些其它材料制成。一些理想的特性可以包括:成本、消毒的能力、制造方法、应用或一些其它衡量标准。
在操作中,抽吸系统1610在正压输入端口1611处接收压力供给物1621,并且将压力供给物1621引导到流体加速器1615,由此在真空端口1612处生成抽吸区域1622。抽吸区域1622具有低于环境空气压力的压力。环境空气压力克服抽吸区域1622中的压力,由此在抽吸系统1610内产生抽吸。抽吸区域1622经由真空端口1612将物质(例如液体、气体和固体)抽入到抽吸系统1610中。在典型的操作中,被抽入到抽吸系统1610中的物质通过流体加速器1615排出穿过过滤器1630,并且滤液被引导出正压出口端口1613。正压出口端口1613将滤液引导到容器1660。
流体加速器1615构造为联接到过滤器1630。流体加速器1615使用压力供给物1621,以推动流出物穿过过滤器1630。过滤器1630构造为捕集物质,并且将滤液传送到正压出口端口1612。正压输出口1613构造为联接到容器1660。正压输出口1613将滤液从抽吸系统1610供给到容器1660。在一些实施例中,容器1660可以连接到真空源。
然而,正压出口端口1613、过滤器1630或容器1660可能被堵塞或阻塞。当这种情况发生时,阻塞物可以防止流出物的全部或大部分从正压出口端口1613流出。当流出物不能从正压出口端口1613流出时,流出物可以替代地从真空端口1612喷出。
回流阀1616可以通过切断压力供给物1621向抽吸系统1610的一个或多个部件的供给而使抽吸系统1610的操作停止,这导致建立抽吸区域1622。回流阀1616可以通过防止任何“逆向”物质流经由真空端口1612离开来使抽吸系统1610的操作停止。例如,回流阀1616可以与真空端口1612对齐放置。当物质以流将离开真空端口1612的方式开始流动时,回流阀1616可以激活。回流阀1616可以构造为使得一旦激活,其将保持激活,由此防止任何向真空端口1612外的流动,直到去除(即,关闭)压力供给物1621,或者阻挡物被清除。
安全警报器1617构造为向抽吸系统1610的使用者警报存在阻挡物。一旦警报有阻挡物,使用者可以做以下中的一个或多个:(1)停止使用抽吸系统1610;(2)清除阻挡物,由此恢复正常操作;以及(3)终止压力供给物1621的供给,由此关闭抽吸系统1610。
安全警报器1617可以可操作地联接到回流阀1616,以便响应于回流阀1616的激活而激活安全警报器1617。这样,响应于阻挡物,抽吸系统1610既停止(即,防止)流出物从真空端口1612的逆流出,又向使用者警报存在阻挡物。
图17示出了补偿式过滤抽吸装置1700。补偿式过滤抽吸装置1700是受正压操作的抽吸装置1200、具有回流防止性的受正压操作的抽吸装置1300、具有回流警报器的受正压操作的抽吸装置1400、具有安全特征的受正压操作的抽吸装置1500和具有安全特征的过滤抽吸装置1600的示例;然而,补偿式过滤抽吸装置1700包括流量倍增器1735。补偿式过滤抽吸装置1700包括抽吸生成器1710、正压输入端口1711、吸入端口1712、排放输出口1713、流量倍增器1715、止回阀1716、回流报警器1717、过滤器1730以及流量倍增器1735。流量倍增器1735构造为通过在过滤器1730与流量倍增器1735之间建立低压区域来补偿穿过过滤器1730的流动阻力。
在操作中,抽吸生成器1710在正压输入端口1711、1714处接收正压气体1721,并且将正压气体1721分别引导到流量倍增器1715、1735。流量倍增器1715、1735构造为由正压气体1721在流量倍增器1715、1735的远端侧生成低压区域。组合的低压区域在吸入端口1712附近产生低压区1722。低压区1722具有低于环境空气压力的压力。环境空气压力克服低压区1722中的压力,由此在抽吸生成器1710内建立抽吸。低压区1722经由吸入端口1712将物质(例如液体、气体和固体)抽入到抽吸生成器1710中。在典型的操作中,被抽入到抽吸生成器1710中的物质通过流量倍增器1715、1735排出穿过过滤器1730,并且从排放输出口1713排出。
流量倍增器1715、1735各自可以利用流体动力学原理,包括但不限于:科恩达效应、文丘里效应、流体卷入和流体诱导,以建立并加速流出物流动通过抽吸生成器1710。科恩达效应可在过滤器1730的任一侧被流量倍增器1715、1735使用。尽管图17仅仅示出了流量倍增器1715和1735,但是应当理解的是,类似于流量倍增器1715和1735,多个流量倍增器可以在过滤器1730之前或之后以串联或并联操作方式组合。
然而,排放输出口1713和/或过滤器1730(或被连接以带走加压滤液1727的管路)可能发生堵塞或阻塞。当这种情况发生时,阻塞物可以防止流出物的全部或大部分从排放输出口1713流出。当流出物不能从排放输出口1713流出时,流出物可以替代地从吸入端口1712喷出。如果阻塞物阻挡排放输出口1713,则正压气体1721的流可以逆向流出吸入端口1712,由此使正压气体1721无处可流,而只能从吸入端口1712流出。
止回阀1716可以通过切断正压气体1721向抽吸生成器1710的一个或多个部件的供给而使抽吸生成器1710的操作停止,这导致建立低压区1722。止回阀1716可以通过防止任何“逆向”物质流经由吸入端口1712排出来使抽吸生成器1710的操作停止。例如,止回阀1716可以与吸入端口1712对齐放置。当物质以流将离开吸入端口1712的方式开始流动时,止回阀1716可以激活。止回阀1716可以构造为使得一旦激活,其将保持激活,由此防止任何向吸入端口1712外的流动,直到去除(即,关闭)正压气体1721,或者阻挡物被清除。
回流报警器1717构造为向抽吸生成器1710的使用者警报存在阻挡物。回流报警器1717可以可操作地联接到止回阀1716,以响应于止回阀1716的激活而激活回流报警器1717。这样,响应于阻挡物,抽吸生成器1710既阻止(即,防止)流出物从吸入端口1712逆流出,又向使用者警报存在阻挡物。
过滤器1730可以包括机械过滤器、生物过滤器、化学过滤器或包括其任何组合的其它类型的过滤器。过滤器1730包括至少一个过滤器入口端口和至少一个过滤器输出端口。至少一个过滤器入口端口联接到流量倍增器1715,使得手术副产物和正压气体1721穿过过滤器1730。至少一个过滤器输出端口联接到流量倍增器1735。
抽吸生成器1710包括流量倍增器1735。流量倍增器1735与过滤器1730的输入端口流体连通。在操作中,流量倍增器1735在正压输入端口1714处接收正压气体1721,以在过滤器1730与流量倍增器1735之间产生低压区。流量倍增器1735可以构造为补偿归因于过滤器1730的流动阻力的流动损失和/或压力(抽吸)损失。例如,流量倍增器1735可以补偿过滤器1730的流动阻力的一部分(例如,1/4、1/2等)。流量倍增器可以构造为补偿过滤器1730的更多流动阻力(例如,1.25x、1.5x或2x)。流量倍增器1735联接到排放输出口1713。流量倍增器1735构造为将滤液从过滤器1730排放出排放输出口1713。
图18是示出了操作补偿式过滤抽吸装置的方法的框图。图18中所示的步骤可以由补偿式过滤抽吸装置1700的一个或多个元件执行。在第一输入端口和第二输入端口处接收加压气体流(1802)。例如,正压输入端口1711构造为接收正压气体1721,并且将其供给到流量倍增器1715。正压输入端口1714构造为接收正压气体1721,并且将其供给到流量倍增器1735。在抽吸端口附近产生低压区域(1804)。例如,抽吸生成器1710构造为通过引导正压气体1721通过流量倍增器1715、1735而在吸入端口1712附近产生低压区1722。将物质流抽入到抽吸装置中(1806)。例如,低压区1722小于环境空气压力。这导致物质流进入吸入端口1712。吸入端口1712构造为接收物质流,并且引导物质流通过抽吸生成器1710。将包括加压气体流和物质流的组合流穿过过滤器(1808)。例如,流量倍增器1715构造为引导组合流(其可以包括正压气体1721和在吸入端口1712处接收的物质流)通过过滤器1730。将包括在组合流中的微粒捕集在过滤器中并将滤液穿过过滤器到第二流量倍增器(1810)。例如,过滤器1730设置在流量倍增器1715与流量倍增器1735之间。过滤器1730构造为捕集微粒,并且将滤液引导到流量倍增器1735。在过滤器与流量倍增器之间产生低压区域(1812)。例如,流量倍增器1735设置在过滤器1730和排放输出口1713之间。流量倍增器1735构造为在过滤器1730与流量倍增器1735之间产生低压区域。将滤液穿过流量倍增器并且从排放端口排出(1814)。流量倍增器1735构造为从过滤器1730接收滤液,并且将滤液传送出排放端口1713。
图19是示出了具有可调节压力间隙的抽吸装置1900的框图。具有可调节压力间隙的抽吸装置是抽吸系统100、具有回流防止性的抽吸系统300、具有回流警报器的抽吸系统400、具有安全特征的抽吸系统500、过滤抽吸系统1000、受正压操作的抽吸装置1200、具有回流防止性的受正压操作的抽吸装置1300、具有回流警报器的受正压操作的抽吸装置1400、具有安全特征的受正压操作的抽吸装置1500以及具有安全特征的过滤抽吸装置1600的示例;然而,具有可调节压力间隙的抽吸装置1900包括可调节压力间隙1931和运动转变器1942。具有可调节压力间隙的抽吸装置1900包括抽吸装置1910、正压输入端口1911、输入口1912、输出口1913、流体加速器1915、阀1916、警报器1917、过滤器1930、可调节压力间隙1931以及运动转变器1942。
正压输入端口1911构造为接收正压1921。正压输入端口包括用于联接到正压源的器件。在操作中,正压输入端口1911将正压1921引导到可调节压力间隙1931。
可调节压力间隙1931包括将正压力1921引导到流体加速器1915中的环形开口。可调节压力间隙1931的尺寸可以响应于接收使用者输入的运动转变器1942得到调节。低压区域1922与环境空气压力之间的压力差可以通过可调节压力间隙1931得到控制。例如,增加可调节压力间隙1931的尺寸能够增加低压区域1922与环境空气压力之间的压力差。减小可调节压力间隙1931的尺寸能够减小低压区域1922与环境空气压力之间的压力差。使用者可以根据使用者想要抽吸的物质的类型,来选择改变低压区域1922与环境空气压力之间的压力差。例如,使用者可以调节低压区域1922与环境空气压力之间的压力差,来抽吸比液体更多的烟气。替代地,使用者可以调节低压区域1922与环境空气压力之间的压力差,来抽吸液体。
运动转变器1942构造为将使用者输入转变为可调节压力间隙1931的调节。在一些实施例中,运动转变器1942构造为从使用者输入将较大的运动转变为较小的运动,用于调节可调节压力间隙1931的尺寸。在一些实施例中,运动转变器1942构造为包括可旋转元件,该可旋转元件将旋转的使用者输入转变为可调节压力间隙1931的尺寸的线性调节。在一些实施例中,运动转变器可以包括滑动构件,以调节可调节压力间隙1931的尺寸。在一些实施例中,运动转变器1931可以包括杠杆,以将较大的使用者输入运动转变为较小的使用者输入运动,以调节可调节压力间隙1931的尺寸。
图20是示出了操作具有可调节压力间隙的抽吸装置的方法的图。图20中所示的步骤可以由具有可调节压力间隙的抽吸装置1900的一个或多个元件执行。在输入端口处接收加压气体流(2002)。例如,具有可调节压力间隙的抽吸装置1900包括输入端口1911,所述输入端口构造为接收正压1921,并且将其供给到可调节压力间隙1931。向可调节压力间隙供给加压气体流(2004)。例如,正压输入端口1911联接到可调节压力间隙1931。正压输入端口1911构造为向可调节压力间隙1931供给正压1921。将使用者输入转变为用于可调节压力间隙的调节(2006)。例如,运动转变器1942构造为接收使用者输入,并且将使用者输入转变为用于可调节压力间隙1931的调节。在抽吸端口附近产生低压区域(2008)。例如,流体加速器1915构造为由正压1921在输入口1012附近产生低压区域1922。可调节压力间隙1931构造为是可调节的,以改变低压区域1922与环境空气压力之间的压力差。将物质流抽入到抽吸装置中(2010)。例如,流体加速器1915产生低于环境空气压力的低压区域1922。这导致物质流被抽入到抽吸装置1910中。将包括加压气体流和在抽吸端口处接收的物质流的组合流穿过过滤器(2012)。例如,流体加速器1915联接到过滤器1930。流体加速器1915构造为将组合流(其可以包括正压1921和在输入口1912处接收的物质流)穿过过滤器1930。将包括在组合流中的微粒捕集在过滤器内并且将滤液穿过过滤器到输出端口(2014)。例如,过滤器1930构造为捕集固体,并且将加压滤液1927传送到输出口1913。
图21A是示出了具有回流防止阀的抽吸装置2100的框图。具有回流防止阀的抽吸装置2100是抽吸装置100、具有回流防止性的抽吸系统300、受正压操作的抽吸装置1200、具有回流防止性的受正压操作的抽吸装置1300和具有可调节压力间隙的抽吸装置1900的示例;然而,具有回流防止阀的抽吸装置2100可以包括替代的构造和操作方法。如图21A所示,具有回流防止阀的抽吸装置2100包括加压气体端口(比如正压吸入口)2111、抽吸组件2112、管嘴2114、流体加速器2115和回流防止阀2116。
具有回流防止阀的抽吸装置2100使用基于科恩达效应的流体加速器2115,以在管嘴2114附近建立抽吸。抽吸主要通过具有回流防止阀的抽吸装置2100由提供给流体加速器2115的正压供给物2121(通常是加压到环境之上)的流建立,而不是外部抽吸泵(尽管该装置可以与抽吸泵一起使用)。具有回流防止性的抽吸装置2100可以用于去除医疗或手术副产物,比如烟气、组织和体液。具有回流防止阀的抽吸装置2100包括回流防止阀2116,其防止加压气体流“逆转”方向并沿错误方向流出管嘴2114。换言之,具有回流防止阀的抽吸装置2100构造为防止加压气体从管嘴2114流出,其可能导致问题或伤害患者。
具有回流防止阀的抽吸装置2100包括加压气体端口2111。加压气体端口2111构造为接收正压供给物2121,并且将其供给到导管2129(比如环形开口)。导管2129的尺寸经由流量控制器2120是可调节的,以控制在管嘴2114附近生成的低压区域与环境空气压力之间的差值。管路可以用于将正压供给物2121供给到加压气体端口2111。在一些实施例中,加压气体端口2111可以包括用于将管路联接到加压气体端口2111的接头。可以使用的一些类型的接头包括:倒钩接头、快速断开接头或压缩接头。
具有回流防止阀的抽吸装置2100包括抽吸组件2112。抽吸组件2112朝向具有回流防止阀的抽吸装置2100的远端设置。抽吸组件2112构造为容纳回流防止阀2116。抽吸组件包括排放端口2181,所述排放端口构造为在回流防止阀被激活时至少将正压供给物2121的流引导出排放端口2181。
具有回流防止阀的抽吸装置2100包括管嘴2114。图21A示出了包括具有窄的远端和宽的近端的圆锥形腔体的管嘴2114的实施例。窄的远端可以构造为包括压配合摩擦接头、倒钩、螺纹,鲁尔接头或一些其它器件,以将附件(例如管路、针等)附接到管嘴2114。管嘴2114包括构造为联接到抽吸组件2112的近端。管嘴2114构造为接收物质流/抽吸流2124,并且将其供给到抽吸组件2112。管嘴2114构造为可更换的。构造为用于特定应用的管嘴2114的不同实施例可以与具有回流防止阀的抽吸装置2100一起使用。在一些实施例中,管嘴2114可以包括径向排列在管嘴2114的壁中的开口。开口在管嘴2114附近提供附加的抽吸。在一些实施例中,开口可以构造为利用文丘里效应。在一些实施例中,开口可以构造为响应于使用者输入而打开与关闭。
具有回流防止阀的抽吸装置2100包括流体加速器2115。流体加速器2115包括流体加速器吸入口2118、流体加速器壳体2119、流量控制器2120以及导管2129。流体加速器2115构造为由正压供给物2121在管嘴2114附近生成低压区域。流体加速器2115可以构造为利用科恩达效应。流体加速器2115构造为接收正压供给物2121,以在管嘴2114附近产生第一低压区域。流体加速器构造为加速在管嘴2114处接收的物质流/抽吸流2124,并且将正压流出物2123(其可以包括正压供给物2121和物质流/抽吸流2124)从加压废物端口/出口端口2113喷出。管嘴2114附近生成的低压区域与环境空气压力之间的压力差可以通过流量控制器2120调节。可以调节流量控制器2120,以抽吸比液体更多的气体。可以调节流量控制器2120,以抽吸液体。
流体加速器2115包括流体加速器吸入口2118。流体加速器吸入口2118设置在回流防止阀2116与流体加速器2115之间。流体加速器吸入口2118构造为将在管嘴2114处接收的物质流供给到流体加速器2115。流体加速器吸入口2118包括具有可变尺寸的多个圆锥形腔体。圆锥形腔体各自包括宽的远端和窄的近端。在一些实施例中,圆锥形腔体可以构造为利用文丘里效应。流体加速器吸入口2118构造为联接到流体加速器2115。流体加速器吸入口2118可以包括几何形状,该几何形状包括设置在近端处的锥形部段。流体加速器吸入口2118的锥形部段可以构造为与流量控制器2120组合以形成导管2129。设置在流体加速器吸入口2118的近端处的锥形部段的几何形状可以构造为相对于流体加速器2115的内壁以一定角度将正压供给物2121供给到流体加速器2115。
流体加速器2115包括流体加速器壳体2119。流体加速器壳体2119设置在具有回流防止阀的抽吸装置2100的近端附近。流体加速器壳体2119构造为联接到加压气体端口2111和流量控制器2120。流体加速器壳体2119可以包括构造为联接到流量控制器2120的螺纹。螺纹可以构造为将流量控制器2120的旋转运动转变为调节导管2129的尺寸的线性运动。流体加速器壳体2119包括大体圆柱形的腔体,其具有在第一端处的第一开口和在第二端处的第二开口。圆柱形的腔体由流体加速器壳体2119的内壁限定。流体加速器壳体2119在第一端附近的内壁中包括导管2129。导管2129可以构造为相对于流体加速器2115的内壁以一定角度供给正压供给物2121。
流体加速器2115包括流量控制器2120。流量控制器包括加压废物端口/出口端口2113。流量控制器2120构造为联接到流体加速器壳体2119。流量控制器2120包括加压废物端口1913。流量控制器2120可以包括设置在流量控制器2120的远端处的扩口元件。扩口元件可以构造为与流体加速器吸入口2118组合以相对于流体加速器2115的内壁以一定角度供给正压。流量控制器是可旋转的,以调节导管2129。导管2129是可调节的,以控制管嘴2114处的低压区域与环境空气之间的压力差。导管2129的尺寸可以是可调节的,以控制由流体加速器2115提供的气体抽吸对流体抽吸对固体抽吸的比率。导管2129具有轮廓,使得进入腔体的加压气体附加到结构的限定出导管2129的部分的弯曲表面,由此建立增加加速流的总质量流量的低压区域。流量控制器2120可以包括O形环,以在流量控制器2120与流体加速器壳体2119之间提供密封。
流量控制器2120包括加压废物端口/出口端口2113。加压废物端口/出口端口2113设置在流量控制器2120的远端处。加压废物端口/出口端口2113构造为将正压流出物2123引导到废物储存库。废物储存库可以包括收集容器、废物排放口、管路或管道,其构造为带走正压流出物。在一些实施例中,加压废物端口/出口端口2113可以包括用于联接到管路的接头。可以使用的一些类型的接头包括:倒钩接头、快速断开接头或压缩接头。在图21A所示的实施例中,加压废物端口/出口端口2113包括用于将加压废物端口/出口端口2113联接到管路的O形环。
流体加速器2115包括导管2129。环形开口设置在流体加速器吸入口2118与流体加速器壳体2119之间。导管2129限定喷射开口,其适于允许正压供给物2121流动通过导管2129,以便在管嘴2114附近产生低压区域。导管2129构造为从加压气体端口2111接收正压供给物2121,并且将其供给到流体加速器2115。流体加速器吸入口2118的近端和流量控制器2120的远端可以构造为形成导管2129。导管2129可以构造为使得正压供给物2121相对于圆柱形腔体的内壁以一定角度(例如,0°-90°)进入流体加速器2115。在一些实施例中,可能需要更锐的锐角(例如30°-50°)。
具有回流防止阀的抽吸装置2100包括回流防止阀2116。回流防止阀2116包括回流防止阀本体2180和隔膜2185。回流防止阀2116沿着具有回流防止阀的抽吸装置2100内部的空气流路径存在。在正常操作期间,回流防止阀2116构造为阻挡排放端口2181,以在管嘴2114附近提供最大的抽吸。回流防止阀2116可以通过切断向流体加速器2115的一个或多个部件的正压供给物2121而使流体加速器2115的操作停止,这导致建立低压区域。回流防止阀2116构造为阻止任何“逆向”物质流经由抽吸组件2112或管嘴2114排出。回流防止阀2116可以构造为使得一旦激活,其将保持激活,由此防止任何向抽吸组件2112或管嘴1214外的流动,直到去除(即,关闭)正压气体供给物,或者阻挡物被清除。
回流防止阀2114可以构造为在被激活时至少将正压供给物2121分流出排放端口2181,以防止正压供给物2121增加超过具有回流防止阀的抽吸装置2100内的期望极限。在此示例中,排放端口2181与抽吸组件2112是一体的。在具有回流防止阀的抽吸装置2100的一部分内发生阻塞或阻挡的情况下,回流防止阀2116构造为在抽吸组件2112内移动,以打开排放端口2181。打开排放端口2181允许正压气体2121从具有回流防止阀的抽吸装置2100逸出。
回流防止阀2116包括隔膜2185。隔膜2185由柔性材料构成。隔膜2185构造为响应于流动而弯曲。隔膜2185构造为在正常操作期间通过沿流动方向弯曲而允许在第一方向上流动通过回流防止阀2116。隔膜2185构造为防止正压供给物2121在第二方向上穿过回流防止阀本体2180。回流防止阀本体2180包括构造为限制隔膜2185在第二方向上弯曲的结构元件。回流防止阀2116构造为在具有回流防止阀的抽吸装置2100或其一部分发生阻塞或阻挡的情况下激活。当激活时,正压供给物2121导致隔膜2185弯曲,直到该弯曲被回流防止阀本体2180限制。当隔膜2185的弯曲被回流防止阀本体2180限制时,正压供给物2121向隔膜2185施加力。隔膜2185将力从正压供给物2121传输到回流防止阀2116,由此导致回流防止阀本体2180在抽吸组件2112内滑动。当回流防止阀本体2180被激活时,至少防止正压供给物2121的流在抽吸组件2112或管嘴2114处排出。隔膜2185可以构造为在回流防止阀2116被激活时引导正压供给物通过排放端口2181。
图21B1示出了装置的中心轴线2126,从该中心轴线测量角度2128。入口端口2117位于流体加速器2115的一端上,并且出口端口2113位于相对端上。低压腔室2127是流体加速器2115的内部体积,在这里生成物质流/抽吸流2124。
图21B和图21C是示出了具有回流防止阀的抽吸装置2100的导管2129的特写图。第一中空节段2122、流体加速器壳体2119和第二中空节段2125构造为形成导管2129。第一中空节段2122可以包括第一开口2133,所述第一开口可以邻近第二中空节段2125的第二开口2134。第一面对表面2130可以至少部分地围绕第一开口2133。第二面对表面2132可以至少部分地围绕第二开口2134。第一面对表面2130可以面对第二面对表面2132。第一面对表面2130或第二面对表面2132可以是倾斜的、扩口的、成角度的或其任何组合。导管2129包括压力间隙2131。压力间隙2131构造为是可调节的。调节压力间隙2131的尺寸会调节正压供给物2121通过导管2129的流量。调节正压供给物2121通过导管2129的流量会调节管嘴2114附近生成的低压区域与环境空气压力之间的压力差,由此调节通过具有回流防止性的抽吸装置2100的流量。压力间隙2131是可调节的,以控制由流体加速器2115提供的气体抽吸对流体抽吸对固体抽吸的比率。调节流体流量允许使用者调谐具有回流防止阀的抽吸装置2100,以吸入期望比例的气体(例如烟气)、液体和固体,或所有三者的组合。导管2129可以构造为使得正压供给物2121相对于流体加速器2115的内壁以一定角度(例如,0°-90°)进入流体加速器2115。在一些实施例中,可能需要更锐的锐角(例如30°-50°)。
导管2129部分地由第一中空节段2122构成。第一中空节段2122的近端和第二中空节段2125的远端限定适于允许正压供给物2121流动通过导管2129的喷射开口。第一中空节段2122的近端可以包括构造为引导正压供给物2121的流的几何形状。
导管2129部分地由流体加速器壳体2119构成。流体加速器壳体2119联接到加压气体端口2111。流体加速器壳体构造为接收正压供给物2121,并且将其供给到导管2129。流体加速器壳体2119可以包括构造为联接到第二中空节段2125的螺纹。螺纹允许通过旋转第二中空节段2125来调节压力间隙2131。第二中空节段2125可以构造为将旋转运动转变为线性运动,以调节压力间隙2131。
导管2129部分地由第二中空节段2125构成。第二中空节段2125的远端可以扩口以引导正压供给物2121,从而相对于流体加速器2115的内壁以一定角度进入流体加速器。第二中空节段2125可以包括构造为与流体加速器壳体2119配合的螺纹。螺纹可以构造为将第二中空节段2125的旋转运动转变为调节压力间隙2131的线性运动。调节压力间隙2131会调节管嘴2114附近生成的低压区域与环境空气压力之间的差值。
图21B是示出了导管2129的图。如图21B所示,调节压力间隙2131,以允许相对于如图21C所示的压力间隙2131增加正压供给物2121通过导管2129的流动。如图21B所示的压力间隙2131在管嘴2114附近生成的低压区域与环境空气压力之间生成较大的差值,由此比如图21C所示的压力间隙2131生成通过具有回流防止阀的抽吸装置2100的更多流动。
导管2129包括相对于中心轴线2126的角度2128。相对于中心轴线2126的角度2128构造为相对于流体加速器2115以一定角度供给从加压气体端口2111接收的压力。在一些实施例中,相对于中心轴线2126的角度2128可以构造为利用科恩达效应,以生成抽吸。在一些实施例中,相对于中心轴线2126的角度2128可以是锐角(例如0°-90°)。在一些实施例中,相对于中心轴线2126的角度2128可以在30°-60°之间。在一些实施例中,相对于中心轴线2126的角度2128可以是55°。
图21C是示出了导管2129的图。如图21C所示,调节压力间隙2131,以允许相对于如图21B所示的压力间隙2131减小正压供给物2121通过导管2129的流动。如图21C所示的压力间隙2131在管嘴2114附近生成的低压区域与环境空气压力之间产生较小的差值,由此比如图21B所示的压力间隙2131生成通过具有回流防止阀的抽吸装置2100的更少的流动。
图21D是示出了在正常操作期间的具有回流防止阀的抽吸装置2100的操作的图。回流防止阀2116构造为在抽吸组件2112内沿近端方向和远端方向移动。在正常操作期间,回流防止阀2116滑动到抽吸组件2112内的近端位置,从而阻挡排放端口2181,并且允许流动通过具有回流防止阀的抽吸装置2100。在发生阻挡的情况下,回流防止阀2116滑动到抽吸组件2112内的远端位置,以防止通过抽吸组件2112或管嘴2114回流。在远端位置,回流防止阀打开排放端口2181,以至少排放正压供给物2121。
在操作中,将正压供给物2121引入到加压气体端口2111。加压气体端口2111通过导管2129向流体加速器2115供给正压供给物2121。流动通过导管2129的量通过调节流量控制器2120来控制。具有回流防止阀的抽吸装置2100的一些部分(尤其是在流体加速器2115中)在管嘴2114附近建立低压区域,以卷入并诱导物质流/抽吸流2124通过具有回流防止阀的抽吸装置2100。
在操作中,流体加速器2115在加压气体端口2111处接收正压供给物2121,并且将正压供给物2121引导到流体加速器2115,由此在管嘴2114处生成低压区域。管嘴2114处的低压区域具有低于环境空气压力的压力。环境空气压力克服低压区域中的压力,由此在管嘴2114处建立抽吸。管嘴2114附近生成的低压区域将物质流/抽吸流2124抽入到抽吸组件2112中。物质流/抽吸流2124可以包括液体、气体和固体。物质流/抽吸流2124作为正压流出物2123通过流体加速器2115排出加压废物端口/出口端口2113。正压流出物2123可以包括正压供给物2121和物质流/抽吸流2124的组合流。
图21E是示出了在发生阻塞的情况下的具有回流防止阀的抽吸装置2100的操作的图。如图21E所示,加压废物端口/出口端口2113被阻塞物2150阻挡。阻塞物2150可以防止正压供给物2121的全部或大部分从加压废物端口/出口端口2113流出。没有回流防止阀2116的情况下,当正压供给物2121(或正压供给物2121和正压流出物2123的组合)不能从加压废物端口/出口端口2113流出时,正压供给物2121和可能的正压流出物2123可以替代地从管嘴2114喷出。流出物(尤其是正压供给物2121)的喷出是不期望的,并且可对管嘴2114附近的对象(例如,患者)造成伤害或其它问题。然而,回流防止阀2116构造为至少阻止正压供给物2121和正压流出物2123的流经由管嘴2114离开。
回流防止阀2116可以通过防止任何“逆向”物质流经由管嘴2114排出来使具有回流防止阀的抽吸装置2100的操作停止。回流防止阀2116包括回流防止阀本体2180、排放端口2181和隔膜2185。当物质以流将离开管嘴2114的方式开始流动时,回流防止阀2116可以激活。回流防止阀2116可以构造为使得一旦激活,其将保持激活,由此防止任何向管嘴2114外的流动,直到去除(即,关闭)正压供给物2121,或者阻塞物2150被清除。
图21E是示出了在发生阻塞的情况下的具有回流防止性的抽吸装置2100的操作的图。阻塞物2150防止正压供给物2121从加压废物端口/出口端口2113排出。因为正压供给物2121由于阻塞物2150而不能从加压废物端口/出口端口2113排出,所以正压供给物2121的流朝向管嘴2114逆转方向。正压供给物2121迫使隔膜2185抵靠回流防止阀本体2180而弯曲。压力从隔膜2185传输到回流防止阀2116,从而导致回流防止阀2116在抽吸组件2112内滑动。当被激活时,回流防止阀2116可以打开排放端口2181,从而允许正压供给物2121通过排放端口2181排放。
图22A是示出了回流防止阀2200的分解图的图。回流防止阀2220是回流防止器316、回流防止器516、回流防止器716、回流防止器816、回流防止阀1316、回流防止阀1516、回流阀1616、止回阀1716、阀1916和回流防止阀2116的示例;然而,回流防止阀2200可以包括替代的构造或操作方法。回流防止阀2200包括滑动体2280和隔膜2285。
回流防止阀2200包括滑动体2280。滑动体2280包括对准特征部2282、公联接件2283、孔口2286和支撑元件2288。滑动体2280构造为存在于壳体(例如抽吸组件2112)内。滑动体2280包括对准特征部2282。对准特征部2282包括在滑动体2280中的内含物。对准特征部可以构造为与包括在壳体中的对准特征部相接合,以防止回流防止阀2200旋转。滑动体2280包括支撑元件2288。支撑元件2288构造为向隔膜2285提供结构支撑。隔膜2285由柔性材料构成。支撑元件2288构造为限制隔膜2285在一个方向上的弯曲量。来自正压源的压力可以通过支撑元件2288从隔膜2285传输到滑动体2280。公联接件构造为将滑动体2280联接到隔膜2285。如图22A所示,公联接件2283构造为使用卡扣来联接到母联接件2284。在一些实施例中,公联接件2283可以是机械紧固件(例如,螺钉、螺栓、铆钉等)、施加粘合剂的点或将公联接件2283联接到母联接件2284的其它器件。滑动体2280包括孔口2286。孔口2286构造为允许物质流通过滑动体2280。
回流防止阀2200包括隔膜2285。隔膜2285构造为阻挡沿一个方向通过孔口2286的流动,同时允许沿相反方向的流动。隔膜2285由柔性材料构成。隔膜2285构造为响应于压力而弯曲。当压力流在一个方向上行进时,隔膜2285构造为弯曲,从而允许穿过孔口2286。当压力流在相反的方向上行进时,隔膜2285构造为弯曲,直到该弯曲被支撑元件2288限制。隔膜2285构造为将压力从压力源传输到滑动体2280。这种压力的传输导致滑动体2280在壳体内移动。隔膜2285包括母联接件2284。母联接件2284构造为将隔膜2285联接到滑动体2280。如图22A所示,母联接件2284构造为使用卡扣来联接到公联接件2283。在一些实施例中,母联接件2284可以是用于机械紧固件(例如,螺钉、螺栓、铆钉等)的孔、施加粘合剂的点或将母联接件2284联接到公联接件2283的一些其它器件。
图22B是示出了在阻挡期间的回流防止阀2200的图。在发生阻挡的情况下,来自压力源的压力导致隔膜2285弯曲。隔膜2285的弯曲受限于支撑元件2288。如图22B所示,隔膜2285安置在支撑元件2288上。在这种操作模式中,隔膜2285能够将来自压力源的压力传输到滑动体2280。这种压力的传输可以导致回流防止阀2200激活。
图22C是示出了在正常操作期间的回流防止阀2200的图。在正常操作期间,来自压力源的压力导致隔膜2285弯曲,由此允许通过孔口2286流动。来自压力源的压力可以作用在隔膜2285上。压力可以通过公联接件2283和母联接件2284从隔膜2285传输到滑动体2280。在正常操作期间,来自压力源的压力可以作用在隔膜2285上,由此导致回流防止阀2200在壳体内滑动。当停用时,回流防止阀220可构造为阻挡排放端口。
图23A是示出了在正常操作期间的具有安全特征的正压真空装置2300的操作的图。具有安全特征的正压真空装置2300是抽吸系统100、具有回流防止性的抽吸系统300、具有回流警报器的抽吸系统400、具有安全特征的抽吸系统500、受正压操作的抽吸装置1200、具有回流防止性的受正压操作的抽吸装置1300、具有回流警报器的受正压操作的抽吸装置1400、以及具有安全特征的受正压操作的抽吸装置1500的示例;然而,具有安全特征的受正压操作的真空装置2300可以包括替代的构造和操作方法。具有安全特征的正压真空装置2300包括加压气体端口(比如正压输入端口)2311、低压腔室2312、流出物输出口2313、流体流量放大器2315、安全阀2316、安全阀本体2380和报警器/安全警报器2317。
在操作中,流体流量放大器2315接收加压气体供给物2321,以在低压腔室2312附近生成低压区域。流体流量放大器2315可以构造为利用科恩达效应,来在低压腔室2312附近生成低压区域。低压区域在低压腔室2312内向近端抽引安全阀2316,从而阻挡回流分流端口2381并且打开隔膜2385。在正常操作期间,回流防止阀2116阻挡回流分流端口2381,以在低压腔室2312附近提供最大的抽吸。低压区域将物质流/抽吸流2324抽入到低压腔室2312中。物质流/抽吸流2324可以包括液体、气体和固体。低压腔室2127将物质流/抽吸流2324引导到流体流量放大器2315。流体流量放大器2315构造为生成层流。物质流/抽吸流2324可以与加压气体供给物2321一起被卷入流体流量放大器2315内,并且作为正压流出物2323从流出物输出口2313喷出。流体流量放大器2315内的层流允许正压气体供给物2321通过流出物输出口2313与物质流/抽吸流2324分离。流出物输出口2313可以构造为将加压气体供给物2321和正压流出物2323作为分离的流喷出。流出物输出口2313可以构造为联接到管路、管道等,用于收集、进一步分离并且/或者处置加压气体供给物2321和正压流出物2323。
图23B是示出了在发生阻挡情况下的具有安全特征的正压抽吸装置2300的操作的图。通过具有安全特征的正压抽吸装置2300的流被阻塞物2350阻挡。阻塞物2350可以防止加压气体供给物2321的全部或大部分从流出物输出口2313流出。当加压气体供给物2321被防止在流出物输出口2313处排放时,加压气体供给物2321可能被迫从低压腔室2312排出。在没有回流安全阀2316的情况下,加压气体供给物2321和可能的物质流/抽吸流2324可以从低压腔室2312喷出。加压气体供给物2321和物质流/抽吸流2324的喷出是不期望的,并且可能对低压腔室2312附近的对象(例如,患者)造成伤害或其它问题。然而,安全阀2316与安全阀本体2380一起构造为至少阻止加压气体供给物2321的流经由低压腔室2312离开。
图23B示出了防止加压气体供给物2321从流出物输出口2313排出的阻塞物2350。因为加压气体供给物2321由于阻塞物2350而不能从流出物输出口2313排出,所以加压气体供给物2321的流朝向低压腔室2312逆转方向。加压气体供给物2321迫使隔膜2385关闭,并使安全阀2316在低压腔室2312内滑动。一旦激活,安全阀2316可打开回流分流端口2381,以允许加压气体供给物2321逸出,由此防止压力增加超过具有安全特征的正压抽吸装置2300内的期望极限。
回流分流端口2381可操作地联接到报警器/安全警报器2317。回流分流端口2381可以构造为在安全阀2316被激活时将加压气体供给物2321引导到报警器/安全警报器2317。在此示例中,报警器/安全警报器2317构造为使用加压气体供给物2321产生听觉警报。
图24A是示出了受正压操作的抽吸装置2400的图。受正压操作的抽吸装置2400是抽吸系统100、具有回流防止性的抽吸系统300、具有回流警报器的抽吸系统400、具有安全特征的抽吸系统500、过滤抽吸系统1000、受正压操作的抽吸装置1200、具有回流警报器的受正压操作的抽吸装置1400、具有安全特征的受正压操作的抽吸装置1500、具有安全特征的过滤抽吸装置1600和具有可调节压力间隙的抽吸装置1900的示例;然而,受正压操作的抽吸装置2400可以包括替代的构造和操作方法。受正压操作的抽吸装置2400包括加压气体端口(比如正压吸入口)2411、抽吸组件2412、输出口/出口端口2413、流体加速器2415、回流防止阀2416、报警器/警报器2417、流体加速器吸入口2418、流量控制器2420、输入口/输入端口2422、导管(比如环形开口)2429和过滤器2430。
加压气体端口2411构造为从正压源接收正压。正压源构造为以高于环境空气压力的压力提供气体。正压源可以包括来自压缩机的压缩气体、来自高压气瓶的气体或者甚至人类的呼吸。加压气体端口2411构造为经由导管2429向流体加速器2415提供正压。
抽吸组件2412朝向受正压操作的抽吸装置2400的远端设置。抽吸组件2412包括输入口/输入端口2422。抽吸组件2412构造为接收物质流。抽吸组件2412构造为容纳回流防止阀2416。
流体加速器2415构造为在抽吸组件2412内和输入口/输入端口2422附近生成低压区域。由流体加速器2415生成的低压区域在环境空气压力以下。低压区域导致环境空气压力将物质流推送到输入口/输入端口2422中并穿过抽吸组件2412。物质流可以包括液体、固体和气体。
输出口/出口端口2413朝向受正压操作的抽吸装置2400的近端设置。输出口/出口端口2413构造为接收来自过滤器2430的滤液。输出口/出口端口2413可以构造为将从过滤器2430接收的滤液输出到收集源。收集源可以包括管路、容器或废物排放口。
流体加速器2415构造为使用正压供给物2421来加速物质流/抽吸流2424。流体加速器2415包括导管2429。导管2429构造为相对于流体加速器2415的内壁以一定角度引导从加压气体端口2411接收的正压供给物2421。流体加速器2415可以构造为利用科恩达效应,来由正压供给物2421在输入口/输入端口2422附近生成低压区域。流体加速器2415构造为生成正压流出物2423。正压流出物2423可以包括正压供给物2421和物质流/抽吸流2424的组合流。流体加速器2415构造为引导正压流出物通过过滤器2430。过滤器2430构造为捕集包括在正压流出物2423中的微粒,并且将正压滤液传2426传送出输出口/出口端口2413。
回流防止阀2416设置在抽吸组件2412与流体加速器2415之间。回流防止阀2416构造为至少防止正压供给物2421从输入口/输入端口2422排出。
报警器/警报器2417构造为通知使用者穿过受正压操作的抽吸装置2400的流已经被阻塞。报警器/警报器2417可以构造为与回流防止阀2416一起操作。穿过抽吸组件2412的流可以在回流防止阀2416激活后被阻挡。回流防止阀2416可以构造为引导正压供给物2421通过排放端口2181,并且引导到报警器/警报器2417。报警器/警报器2417可以构造为由正压供给物2421生成警报。
流体加速器吸入口2418包括多个圆锥形部段,每个圆锥形部段都具有宽端和窄端。在一些实施例中,流体加速器吸入口可以构造为利用文丘里效应,来加速通过流体加速器吸入口2418的流动。流体加速器吸入口构造为将在输入口/输入端口2422处接收的物质流引导到流体加速器2415中。
流量控制器2420朝向受正压操作的抽吸装置2400的远端设置。流量控制器2420包括构造为接收使用者输入的可旋转构件。流量控制器将从使用者输入接收的旋转运动转变为线性运动,该线性运动可以调节设置在流体加速器吸入口2418与流体加速器2415之间的压力间隙。在一些实施例中,流量控制器2420可以将较大的移动转变为在导管2429附近的较小的移动。
导管2429设置在流体加速器吸入口2418与流体加速器2415之间。导管2429包括可调节压力间隙。可调节压力间隙控制从加压气体端口2411接收的压力穿过导管2429的流动,从而控制压力向流体加速器2415中的流动。导管2429可以由使用者通过调节流量控制器2420来得到调节。低压区域的强度可以通过调节导管2429来得到调节。
过滤器2430设置在受正压操作的抽吸装置2400的近端附近。过滤器2430构造为接收正压流出物2423。过滤器2430构造为捕集微粒,并且将正压滤液2426传送出输出口/出口端口2413。
图24B是示出了用于受正压操作的抽吸装置的可调节压力间隙2431的操作的图24B1的特写图。流量控制器2420包括调节特征,比如调谐器臂2440。调谐器臂2440构造为允许使用者控制输入口/输入端口2422附近的低压区域。在此实施例中,调谐器臂2440允许使用者用一只手调节可调节压力间隙2431。调谐器臂2440构造为接收来自使用者的旋转输入。调谐器臂2440构造为向流量控制器2420提供旋转运动。流量控制器2420构造为向运动转变器2442提供旋转运动。运动转变器2442构造为将从流量控制器2420接收的旋转运动转变为线性运动。来自运动转变器2442的线性运动构造为调节压力间隙2431。
导管2429包括压力间隙2431。压力间隙2431构造为是可调节的。调节压力间隙2431的尺寸会调节正压供给物2421通过导管2429的流量。调节通过导管2429的正压供给物2421会调节在输入口/输入端口2422附近生成的低压区域与环境空气压力之间的压力差。压力间隙2431可以构造为控制由第二中空节段2402(比如流体加速器2415)提供的气体抽吸对流体抽吸对固体抽吸的比率。正压供给物2421通过导管2429的调节可以允许使用者调谐受正压操作的抽吸装置2400,以吸入期望比例的气体(例如,烟气)、液体和固体,或所有三者的组合。导管2429可以构造为使得正压供给物2421相对于第二中空节段2402的内壁以一定角度(例如,0°-90°)进入第二中空节段2402。在一些实施例中,可能需要更锐的锐角(例如30°-50°)。
导管2429部分地由第一中空节段2401(比如流体加速器吸入口2418)和第二中空节段2402(比如流体加速器2415)构成。第一中空节段2401的近端和第二中空节段2402的远端可以构造为限定适于允许正压供给物2421流动通过导管2429的喷射开口。第一中空节段2401的近端可以包括几何形状,所述几何形状包括构造为将正压供给物2421的流相对于第二中空节段2402的内壁以一定角度引导到第二中空节段2402中的圆锥形部段。
第一中空节段2401可以包括第一开口2405,所述第一开口可以邻近第二中空节段2402的第二开口2406。第一面对表面2403可以至少部分地围绕第一开口2405。第二面对表面2404可以至少部分地围绕第二开口2406。第一面对表面2403可以面对第二面对表面2404。第一面对表面2403或第二面对表面2404可以是倾斜的、扩口的、成角度的或其任何组合。
导管2429部分地由第二中空节段2402构成。第二中空节段2402的远端可以扩口以引导正压供给物2421,从而相对于第二中空节段2402的内壁以一定角度进入第二中空节段2402。
如图24B所示,调节压力间隙2431,以允许相对于如图24C所示的压力间隙2431增加正压供给物2421通过导管2429的流动。如图24B所示的压力间隙2431在输入口/输入端口2422附近生成的低压区域与环境空气压力之间生成较大的差值,由此比如图24C所示的压力间隙2431生成更多的通过受正压操作的抽吸装置2400的流动。
图24C是示出了图24C1的导管2429的特写图。如图24C所示,调节压力间隙2431,以允许相对于如图24B所示的压力间隙2431减小正压供给物2421通过导管2429的流动。如图24C所示的压力间隙2431在输入口/输入端口2422附近生成的低压区域与环境空气压力之间生成较小的差值,由此比如图24B所示的压力间隙2431生成较少的通过受正压操作的抽吸装置2400的流动。在一些实施例中,调节可调节压力间隙2431可以使受正压操作的抽吸装置2400的操作停止。
图24D是示出了在正常操作期间的受正压操作的抽吸装置2400的操作的图。回流防止阀2416包括回流防止阀本体2180和排放端口2181。回流防止阀2416构造为在抽吸组件2412内移动。在正常操作期间,回流防止阀2416可以构造为阻挡排放端口2181,并且允许通过受正压操作的抽吸装置2400的流动。在发生阻挡的情况下,回流防止阀2416滑动到抽吸组件2412内,以至少防止正压供给物2421从吸入口/输入端口2422排出。回流防止阀2416可以构造为打开排放端口2181,以防止正压供给物2421增加超过受正压操作的抽吸装置2400内的期望极限。
在操作中,将正压供给物2421引入到加压气体端口2411。加压气体端口2411向流体加速器2415供给正压供给物2421。流体加速器2415可以构造为利用科恩达效应。流体加速器2415构造为由正压供给物2421在输入口/输入端口2422附近生成低压区域。导管2429可以构造为相对于流体加速器2415的内壁以一定角度向流体加速器2425供给正压供给物2421。受正压操作的抽吸装置2400的一些部分(尤其是流体加速器2415中的)构造为在抽吸组件2412中建立低压区域。这种低压区域可以用于卷入并诱导物质流/抽吸流2424通过受正压操作的抽吸装置2400。
图24D示出了进入输入口/输入端口2422的物质流/抽吸流2424。物质流/抽吸流2424可以与正压供给物2421一起被卷入流体加速器2415内。这种组合流作为正压流出物2423示出。流体加速器2415推送正压流出物2423穿过过滤器2430。过滤器2430构造为捕集微粒,并且将正压流出物2426传送出输出口/出口端口2413。
图25是示出了用于在手术室中使用的抽吸系统2500的框图。抽吸系统2500包括抽吸装置2510、抽吸附件2552、流体分离器2554、支撑件2558和收集容器2560。
抽吸系统2500包括抽吸装置2510。抽吸装置2510是抽吸系统100、具有回流防止性的抽吸系统300(在图25中示出为2516)、过滤抽吸系统1000、受正压操作的抽吸装置1200、具有回流防止性的受正压操作的抽吸装置1300、具有可调节压力间隙的抽吸装置1900的示例;然而,抽吸装置2510包括消声器2532和安装件2556。
抽吸装置2510包括消声器2531。消声器2531构造为抑制正压输出物2521的音量水平。消声器2521包括多个开口,所述多个开口构造为以降低正压输出物2521的音量水平的方式引导空气流。
抽吸装置2510包括安装件2556。安装件2556构造为将抽吸装置联接到支撑件2558。安装件2556可以用于抽吸装置2510的免手持式操作。在一些实施例中,安装件2556可以构造为安装到如医院和手术室环境中经常使用的杆。在一些实施例中,安装件2556可以构造为将抽吸装置2510联接到壁。在一些实施例中,安装件2556可以构造为从架空结构悬挂抽吸装置2510。
抽吸系统2500包括抽吸附件2552。抽吸附件构造为向目标范围提供低压区域2522。在一些实施例中,抽吸附件可以构造为用于手持式操作。在一些实施例中,抽吸附件2552可以构造为联接到手术器械。虽然图25示出了联接到流体分离器2554的抽吸附件2552,但是应当理解的是,抽吸附件可以直接联接到抽吸装置2510。
抽吸系统2500包括流体分离器2554。流体分离器2552构造为分离物质流的组成部分。物质流可以以不同的比例包括固体、液体和气体。流体分离器2554构造为将液体和固体与物质流中的气体分离。流体分离器2554构造为将液体和固体排入收集容器2560中。烟气和气体被抽吸装置2510从流体分离器2554抽吸。
抽吸系统2500包括支撑件2558。支撑件2558可以是能够支撑抽吸装置2510的任何结构。在一些实施例中,支撑件2558可以是在医院或手术室环境中常见的杆。在一些实施例中,支撑件2558可以是壁。在一些实施例中,支撑件2558可以是从天花板悬挂的结构。支撑件2550甚至可以包括保持抽吸装置2510的人。
抽吸系统2500包括收集容器2560。收集容器2560构造为从流体分离器2554接收液体和固体。收集容器2560可用于测量所接收的液体和固体的体积、安全地处置废物或一些其它目的。
在操作中,抽吸装置2510使用正压供给物2521生成低压区域2522。抽吸装置2510生成的抽吸被供给到流体分离器2554。流体分离器2554将抽吸传输到抽吸附件2552。该抽吸在抽吸端口2512附近形成低压区域2522。物质流(其可以包括液体、固体和气体)被低压区域2522抽入到抽吸附件2552中。物质流由流体分离器2554接收。流体分离器2554从物质流分离液体、固体和气体。流体分离器2554将液体、固体和气体从物质流排入收集容器2560中。来自物质流的气体通过抽吸装置2510从流体分离器2544抽吸。来自气体的元素被过滤器2530去除。来自过滤器2530的滤液作为正压输出物2521穿过消声器2532。
图24E是示出了在正常操作期间的受正压操作的抽吸装置的操作的图。在此示例中,阻塞物2450防止正压供给物2421的全部或一部分从输出口/出口端口2413处排出。回流防止阀2416构造为在障碍物2450防止正压供给物2421的全部或一部分从输出口/出口端口2413处排出的情况下激活。回流防止阀2421可以防止物质通过正压供给物2421在输入口/输入端口2422附近排出。当回流防止阀2421被激活时,正压供给物2421被引导通过报警器/警报器2417。报警器/警报器2417构造为在抽吸系统2500内的压力增加到表明阻塞物2450的阈值时激活,该阻塞物防止正压供给物2421的全部或一部分从输出口/出口端口2413排出。
图26是示出了操作用于在手术室中使用的抽吸系统的方法的图。图26中所示的步骤可以由抽吸系统2500的一个或多个元件执行。在抽吸装置的输入端口处接收正压(2602)。例如,抽吸装置2510构造为接收正压供给物2521。由正压生成抽吸(2604)。例如,抽吸装置2510构造为由正压供给物2521生成抽吸。将抽吸应用到流体分离器的抽吸端口(2606)。例如,抽吸装置2510构造为联接到流体分离器2554。流体分离器2554包括抽吸端口。抽吸装置2510构造为将抽吸应用到流体分离器2554的抽吸端口。在流体分离器内建立旋流(2608)。例如,流体分离器2554构造为由从抽吸装置2510接收的抽吸建立旋流。将抽吸从流体分离器传输到抽吸附件(2610)。例如,流体分离器2554构造为将抽吸从抽吸装置2510传输到抽吸附件2552。来自抽吸装置2510的抽吸在抽吸端口2512附近生成低压区域2522。将物质流抽入到抽吸系统中(2612)。例如,抽吸附件2552构造为从低压区域2522接收物质流。将包括在物质流中的液体和固体分离(2614)。例如,流体分离器2554构造为将液体、固体和气体从物质流分离。收集液体和固体(2616)。收集容器2560构造为接收液体和固体。收集容器2560联接到流体分离器2554。流体分离器2554可以将液体和固体排入收集容器2560中。将来自物质流的气体传送到抽吸装置(2618)。流体分离器2554构造为将气体从物质流传送到抽吸装置2510。抽吸装置2510生成的抽吸从流体分离器2554抽入气体。
图27是示出了用于受正压操作的抽吸装置2700的消声器的图。消声器2700包括本体2772、间隙2774和对准特征部2776。消声器2700构造为减小来自抽吸装置(比如受正压操作的抽吸装置2500)的排放物的音量水平。排放物的音量水平通过引导排放物的流路得到减小。本体2772构造为联接到抽吸装置的输出口。本体2772可以由多种材料(包括:塑料、金属、玻璃和陶瓷)制造。消声器2700包括间隙2774。间隙2774构造为引导来自抽吸装置的排放物的流路,使得由排放物生成的音量水平相对于排放物的未受引导的流路得到减小。间隙2774的大小和形状影响排放物的音量水平。间隙2774的大小和形状可以变化,以适应抽吸装置的各种实施例。在一些实施例中,间隙2774可以具有1.5mm的宽度。在一些实施例中,间隙2774可以具有2.5mm的宽度。消声器2700包括对准特征部2776。对准特征部2776构造为联接到抽吸装置上的相应对准特征部。对准特征部2776可以用于相对于抽吸装置定位消声器2776。在一些实施例中,对准特征部2776可以构造为相对于包括在抽吸装置中的过滤器定位消声器2776。
图28A示出了中空节段2801的倾斜边缘。该倾斜边缘可以相对于节段形成0度到90度之间的角度2802。图28示出了中空节段的倾斜边缘2803。该倾斜边缘可以相对于该节段形成90度到180度之间的角度2804。图28还示出了中空节段的扩口边缘2805。该扩口边缘可以相对于该节段形成90度到180度之间的角度2806。图28还示出了与具有扩口端2808的第二中空节段串联的具有倾斜边缘2807的中空节段,其中倾斜边缘2807和扩口边缘2808可以彼此相邻。倾斜边缘可以具有0度到90度之间的角度,并且扩口边缘可以具有在90度到180度之间的角度。图28还示出了与具有倾斜边缘2810的第二中空节段串联的具有倾斜边缘2809的中空节段,其中两个倾斜边缘彼此相邻。第一中空节段的倾斜边缘可具有0度到90度之间的角度,并且第二中空节段的倾斜边缘可具有90度到180度之间的角度。
图29是示出了不同的装置设置以及以标准立方英尺每分钟(scfm)计的烟气流量和以毫米汞柱(mmHg)计的静态真空度的对应值的表。
图30示出了不同装置在1.5米远处和30psi输入压力时的装置噪声。在一些实施例中,装置可以以约49分贝发出一种或多种声音。该装置可以以背景噪声以上约6分贝发出一种或多种声音。
图31A-B示出了使用相对于中心轴线呈35度角的扩口端(图31A)或相对于中心轴线呈55度角的扩口端(图31B)进行的计算流体动力学(CFD)分析。改变角度可以增加抽吸分辨率。例如,将角度从35度改变成55度可以将抽吸分辨率提高约20%。
图32是示出了相对于中心轴线呈35度角或相对于中心轴线呈55度角时随输入压力变化的最大静态真空度的柱状图。改变角度可以改变最大静态真空度。在30psi的输入压力时,对于相对于中心轴线呈35度角的情况,最大静态真空度可以在约250mmHg到约260mmHg之间。在34psi的输入压力时,对于相对于中心轴线呈35度角的情况,最大静态真空度可以在约275mmHg到约285mmHg之间。在39psi的输入压力时,对于相对于中心轴线呈55度角的情况,最大静态真空度可以在约305mmHg到约315mmHg之间。
图33是示出了在34psi输入压力时的作为静态真空度的函数的空气消耗量(scfm)的曲线图。在34psi输入压力时,对于约100mmHg到约325mmHg之间的静态真空度,空气消耗量可以在约4scfm到约11scfm之间。在34psi输入压力时,对于约150mmHg到约300mmHg之间的静态真空度,空气消耗量可以在约4scfm到约9scfm之间。
图34是示出了在30psi输入压力时的作为静态真空度的函数的空气消耗量(scfm)的曲线图。在30psi输入压力时,对于约100mmHg到约300mmHg之间的静态真空度,空气消耗量可以在约3scfm到约10scfm之间。在30psi输入压力时,对于约150mmHg到约250mmHg之间的静态真空度,空气消耗量可以在约4scfm到约9scfm之间。
图35是示出了作为输入空气压力的函数的最大抽吸时的噪声水平的曲线图。附加的空气消耗量可能会增加噪声水平,比如增加约1或2分贝。装置的几何形状的改变可能会增加噪声水平,比如增加约1或2分贝。装置的几何形状的改变(比如具有微表面结构的隔音板或层压层)可以降低噪声水平。最大抽吸时的噪声水平可以是约62.5dB(在25psi时,相对于中心轴线呈55度角的情况),或者是约60dB(在25psi时,相对于中心轴线呈35度角的情况)。最大抽吸时的噪声水平可以是约64.25dB(在30psi时,相对于中心轴线呈55度角的情况),或者是约62.5dB(在30psi时,相对于中心轴线呈35度角的情况)。
图36是示出了作为模拟过滤器闭塞程度的函数的入口压力和出口流量的曲线图。当一个或多个过滤器部分或完全闭塞时,装置生成的抽吸减小。在一些情况下,在完全闭塞一个或多个过滤器之前发生抽吸损失。在一些情况下,抽吸流可能完全闭塞一个或多个过滤器。在一些情况下,抽吸流(比如烟气)可能不能完全闭塞一个或多个过滤器。
图37是示出了测试设备设置的图像。图37A可以是压力表,比如SPAN0-100psi压力表,QMS-596。图37B可以是测压计,比如Meriam M2系列智能测压计,ZM200-DN0200,QMS-689。图37C可以是流量计,比如Key Instruments的FR4A67SVVT流量计。图37D可以是测声计,比如Extech Instruments的SL130测声计,QMS-548。图37E可以是流量计,比如Cole-Parmer的Model PMR1-010608 0.08-1.25LPM流量计,S/N 371889-1,QMS-687。图37F可以是流量计,比如Cole-Parmer的Model PMR1-0106920 0.5-5LPM流量计,S/N371889-1,QMS-587(未激活)。
图38是示出了用于空气消耗量测量的测试设备设置的流程图。该装置可以由比如来自压缩空气调节器的压缩空气供能。进入装置的压力可以通过例如放置在空气调节器与装置之间的压力表来检验。可以通过流量计和笔触设置将空气抽引到装置中。压力可以由压力表记录一次或多次,并且流量可以由流量计记录一次或多次。调谐器臂上的设置(例如0至14)可以对应于间隙空间的宽度,其中调谐器臂上的0可以对应于0英寸的宽度,并且调谐器臂上的14可以对应于0.0115英寸的宽度。为了测量空气流量,在第一设置(设置A)中,笔触设置可以用管路(比如具有3/8英寸内径(ID)、4英尺长的波纹管和具有7/8英寸内径、6英尺长的波纹管)连接到装置和流量计。为了测量空气流量和液体流量,在第二设置(设置B)中,笔触设置可以用管路连接到四个容器。例如,可以使用2米长和3/8英寸内径的管路将4个流体剔除容器连接到笔触设置。容器可以用比如1/8英寸内径的管路连接在一起。容器可以用3/8英寸内径的管路连接到装置和流量计。
图39是示出了用于静态真空度测量的测试设备设置的流程图。该装置可以由比如来自压缩空气调节器的压缩空气供能。进入装置的压力可以通过例如放置在空气调节器与装置之间的压力表来检验。装置生成的真空可以用数字测压计记录。可以通过调谐装置的输入压力和间隙空间中的一个或两个来记录最大真空度,以达到最大真空度。
图40是示出了用于静态真空度和噪声测量的测试设备设置的流程图。该测试可以类似于静态真空度测试,然而也可以用流量计测量进入到装置中的空气的流量,并且可以使用离装置约1米放置的分贝计测量装置噪声。分贝计可以离装置1.5米或更远放置。
图41A示出了抽吸装置4109,其包括在第一中空节段4100与第二中空节段4101(也在图41B中示出)之间的间隙空间4102,该间隙空间在串联放置、彼此并置、至少部分地重叠、或者彼此相邻时形成导管。导管的宽度可以是可调节的,比如调节第一中空节段4100、第二中空节段4101或其组合的位置。调节间隙空间4102可以调节导管的宽度、进入导管的流体(比如加压气体)的体积速率、进入第二中空节段4101的流体的体积速率、无源抽吸装置的抽吸能力、无源抽吸装置的气体与液体抽吸能力比、或其任意组合。将第一中空节段4100移离第二中空节段4101、将第二中空节段4101移离第一中空节段4100或其组合可以增加间隙空间4102。将第一中空节段4100移近第二中空节段4101、将第二中空节段4101移近第一中空节段4100或其组合可以减小间隙空间4102。
图41C示出了包括第一中空节段4100的抽吸装置4109,其可以构造为接合螺纹结构4104,以在第一中空节段4100的外表面与螺纹结构4104之间形成螺纹连接4103。旋转第一中空节段4100可以使第一中空节段4100移近或进一步远离第二中空节段4101,从而调节间隙空间4102。在一些情况下,第二中空节段4101可构造为接合螺纹结构4104,以在第二中空节段4101的外表面与螺纹结构4104之间形成螺纹连接4103。旋转第二中空节段4101可以使第二中空节段4101移近或进一步远离第一中空节段4100,从而调节间隙空间4102。在一些情况下,第一中空节段4100和第二中空节段4101可以构造为接合一个或多个螺纹结构4104。
图41D示出了包括可以构造为接合螺旋结构比如螺旋斜坡4105的第一中空节段4100的抽吸装置4109。销4106可以附接至第一中空节段4100或与第一中空节段4100成一体。在第一中空节段4100旋转时,间隙空间4102可根据旋转方向而增大或减小。在一些情况下,第二中空节段4101可以构造为接合螺旋结构,比如螺旋斜坡4105。销4106可以附接至第二中空节段4101或与第二中空节段4101成一体。在第二中空节段4101旋转时,间隙空间4102可根据旋转方向而增加或减少。在一些情况下,第一中空节段4100和第二中空节段4101可以构造为接合一个或多个螺旋结构,比如螺旋斜坡4105。
图41E示出了包括可以构造为接合滑动结构比如滑动接头4107的第一中空节段4100的抽吸装置4109。第一中空节段4100沿其中心轴线的纵向位置可以通过驱动机构4108来调节,以沿着滑动接头4107驱动第一中空节段4100。在一些情况下,第二中空节段4101可以构造为接合滑动结构,比如滑动接头4107。第二中空节段4101沿其中心轴线的纵向位置可以通过驱动机构4108来调节,以沿着滑动接头4107驱动第二中空节段4101。在一些情况下,第一中空节段4100和第二中空节段4101可以构造为接合一个或多个滑动结构,比如滑动接头4107。
图42A示出了包括抽吸装置的系统4200,比如手术系统。例如,手术工具4201可以流体连接(例如经由管路4202流体连接)至容器4203。容器4203还可以流体连接(例如经由管路4204流体连接)至过滤器4206。包括科恩达效应、文丘里效应、伯努利效应或其组合的无源抽吸装置4205可以定位在容器4203与过滤器4206之间,并且比如经由管路4204流体连接至二者。在这类情况下,无源抽吸装置4205可以定位为邻近过滤器4206的一端,其中物质流进入过滤器4205。无源抽吸装置4205可以直接附接至过滤器4206或与其成一体。在这类情况下,无源抽吸装置4205可以推送物质流进入过滤器4206中,从手术工具4201上的开口抽出物质流通过管路4202、容器4203、管路4204及其组合。在一些情况下,在过滤器4206之前定位无源抽吸装置4205相比于过滤器4206之后定位无源抽吸装置205,系统的效率提高至少约60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%。在一些情况下,在过滤器4206之前定位无源抽吸装置4205相比于过滤器4206之后定位无源抽吸装置205,系统的效率提高至少约60%。在一些情况下,在过滤器4206之前定位无源抽吸装置4205相比于过滤器4206之后定位无源抽吸装置4205,系统的效率提高至少约70%。在一些情况下,在过滤器4206之前定位无源抽吸装置4205相比于过滤器4206之后定位无源抽吸装置4205,系统的效率提高至少约80%。在一些情况下,在过滤器4206之前定位无源抽吸装置4205相比于过滤器4206之后定位无源抽吸装置4205,系统的效率提高至少约90%。
图42B示出了包括抽吸装置的系统4200,比如手术系统。例如,手术工具4201可以流体连接(例如经由管路4202流体连接)至容器4203。容器4203还可以流体连接(例如经由管路4204流体连接)至过滤器4206。包括科恩达效应、文丘里效应、伯努利效应或其组合的无源抽吸装置4205可以流体连接至过滤器4206,并且定位在过滤器4206的供物质流排出过滤器4206的一端处。无源抽吸装置4205可以直接附接至过滤器4206或与其成一体。在这类情况下,无源抽吸装置4205可以从手术工具4201上的开口抽出物质流通过管路4202、容器4203、管路4204、过滤器4206及其组合。在这类情况下,系统的效率可以比包括定位在过滤器的供物质流进入过滤器的一端处的无源抽吸装置的系统的效率低约60%、低约65%、低约70%、低约75%、或低约80%。
图42C示出了包括抽吸装置的系统4200,比如手术系统。例如,手术工具4201可以流体连接(例如经由管路4202流体连接)至容器4203。容器4203还可以流体连接(例如经由管路4204流体连接)至过滤器4206。包括科恩达效应、文丘里效应、伯努利效应或其组合的无源抽吸装置4205可以定位在手术工具4201与容器4203之间,并且比如经由管路4202流体连接至二者。在这类情况下,无源抽吸装置4205可以定位为邻近手术工具4201的供物质流排出手术工具4201的一端。无源抽吸装置4205可以直接附接至手术工具4201或与手术工具4201成一体。在这类情况下,无源抽吸装置可以抽出物质流通过手术工具4201,推送物质流通过管路4202、容器4203、管路4204、过滤器4206及其组合。
图42D示出了包括抽吸装置的系统4200,比如手术系统。例如,手术工具4201可以流体连接(例如经由管路4202流体连接)至容器4203。容器4203还可以流体连接(例如经由管路4204流体连接)至过滤器4206。包括科恩达效应、文丘里效应、伯努利效应或其组合的无源抽吸装置4205可以定位在手术工具4201的供物质流进入手术工具4201的一端处。无源抽吸装置4205可以直接附接至手术工具4201或与手术工具4201成一体。在这类情况下,无源抽吸装置可以推送物质流通过手术工具4201、管路4202、容器4203、管路4204、过滤器4206及其组合。在这类情况下,在手术工具4201的一端(比如尖端)处可能发生卷入。手术工具4201的一端处的卷入的直径可以非常大,比如手术工具的直径的约1倍、1.25倍、1.5倍、1.75倍、2倍、2.25倍、2.5倍、2.75倍、3倍、3.25倍、3.5倍、3.75倍、4倍、4.25倍、4.5倍、4.75倍、5倍或更大。手术工具4201的一端处的卷入的直径可以约为手术工具的直径的1x(1倍)。手术工具4201的一端处的卷入的直径可以约为手术工具的直径的2x(2倍)。手术工具4201的一端处的卷入的直径可以约为手术工具的直径的3倍。手术工具4201的一端处的卷入的直径可以约为手术工具的直径的4倍。
图42E示出了包括抽吸装置的系统4200,比如手术系统。例如,手术工具4201可以流体连接(例如经由管路4202流体连接)至容器4203。容器4203还可以流体连接(例如经由管路4204流体连接)至过滤器4206。包括科恩达效应、文丘里效应、伯努利效应或其组合的无源抽吸装置4205可以定位在手术工具4201与容器4203之间。在这类情况下,无源抽吸装置4205可以定位为邻近容器4203的供物质流进入容器4203的一端处。无源抽吸装置4205可以直接附接至容器4203或与其成一体。在这类情况下,无源抽吸装置4205可以抽出物质流通过手术工具4201、管路4202,推送物质流通过容器4203、管路4204和过滤器4206及其组合。
图42F示出了包括抽吸装置的系统4200,比如手术系统。例如,手术工具4201可以流体连接(例如经由管路4202流体连接)至容器4203。容器4203还可以流体连接(例如经由管路4204流体连接)至过滤器4206。包括科恩达效应、文丘里效应、伯努利效应或其组合的无源抽吸装置4205可以定位在容器4203与过滤器4206之间。在这类情况下,无源抽吸装置4205可以定位为邻近容器4203的供物质流排出容器4203的一端。无源抽吸装置4205可以直接附接至容器4203或与其成一体。在这类情况下,无源抽吸装置4205可以抽出物质流通过手术工具4201、管路4202和容器4203,推送物质流通过管路4204和过滤器4206,及其组合。
图42G示出了包括抽吸装置的系统4200,比如手术系统。例如,手术工具4201可以流体连接(例如经由管路4202流体连接)至容器4203。容器4203还可以流体连接(例如经由管路4204流体连接)至过滤器4206。包括科恩达效应、文丘里效应、伯努利效应或其组合的第一无源抽吸装置4205a可以定位在手术工具4201与容器4203之间。第一无源抽吸装置4205a可以定位为邻近容器4203的供物质流进入容器4203的一端。包括科恩达效应、文丘里效应、伯努利效应或其组合的第二无源抽吸装置4205b可以定位在容器4203与过滤器4206之间。第二无源抽吸装置4205b可以定位为邻近容器4203的供物质流排出容器4203的一端。第一无源抽吸装置4205a、第二无源抽吸装置4205b或其组合可以直接附接至容器4203或与其成一体。在这类情况下,容器可以包括在物质流通过时均衡的大流量。在这类情况下,流体连接至同一管路的两个无源抽吸装置可以平衡管路内的物质流的压力。在这类情况下,第一无源抽吸装置推送物质流,第二无源抽吸装置抽出物质流。
图42H示出了包括抽吸装置的系统4200,比如手术系统。例如,手术工具4201可以流体连接(例如经由管路4202流体连接)至容器4203。容器4203还可以流体连接(例如经由管路4204流体连接)至过滤器4206。包括科恩达效应、文丘里效应、伯努利效应或其组合的第一无源抽吸装置4205a可以定位在手术工具4201与容器4203之间。第一无源抽吸装置4205a可以定位为邻近手术工具4201的供物质流排出手术工具4201的一端。包括科恩达效应、文丘里效应、伯努利效应或其组合的第二无源抽吸装置4205b可以定位在手术工具4201与容器4203之间。第二无源抽吸装置4205b可以定位为邻近容器4203的供物质流进入容器4203的一端。第一无源抽吸装置4205a可以直接附接至手术工具4201或与其成一体。第二无源抽吸装置4205b可以直接附接至容器4203或与其成一体。在这类情况下,管路4202可以包括在物质流通过时均衡的大流量。在这类情况下,流体连接至同一管路的两个无源抽吸装置可以平衡管路内的物质流的压力。
在一些情况下,通过系统的管路的物质流可以在管路中产生刚度。管路的刚度可能降低在系统中移动的灵活性,比如手术工具的移动。管路的刚度可能致使管路与容器或其它系统部件(比如过滤器或手术工具)分离。在一些情况下,降低管路刚度可能是有利的,比如包括两个无源抽吸装置而不是一个无源抽吸装置的系统。在一些情况下,比如在图42G或图42H中,可以减少或消除在无源抽吸装置的操作期间由管路内的物质流导致的管路中的刚度。通过在系统中放置一个或多个无源抽吸装置可以降低刚度。减少或消除管路刚度可以改善用户体验,便于手术工具的移动,或其组合。在一些情况下,管路可以是柔性的。管路可以具有小于约1/8英寸、小于约1/16英寸的厚度。管路可以具有小于约0.1英寸、小于约0.075英寸、小于约0.05英寸、小于约0.025英寸、小于约0.01英寸、小于约0.0075英寸、小于约0.005英寸、小于大约0.0025英寸、小于大约0.001英寸或更小的厚度。管路可以具有约0.1英寸或更小的厚度。管路可以具有约0.075英寸或更小的厚度。管路可以具有约0.05英寸或更小的厚度。管路可以具有约0.025英寸或更小的厚度。管路可以具有约0.01英寸或更小的厚度。管路可以具有约0.0075英寸或更小的厚度。管路可以具有约0.005英寸或更小的厚度。管路可以具有约0.0025英寸或更小的厚度。管路可以具有约0.001英寸或更小的厚度。管路可以包括聚乙烯、聚氯乙烯、尼龙、聚氨酯、聚丙烯、聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、或其任意组合等。
图43A示出了科恩达效应的示例4300,或流体(比如气体、液体或其组合)被吸引到相邻表面的趋势。在这种情况下,排出管腔的流体的喷射流可以在相邻表面(比如弯曲表面)附近形成负压区域。弯曲相邻表面可以将喷射流的流路在不同于其初始方向的方向上重定向。图43A示出了沿着弯曲的相邻表面重定向的流体的流路。图44A和图44B示出了使用科恩达效应重定向流路的示例4400。通过优化相邻表面的形状,流体的流路可以沿不同于其初始方向的方向重定向,比如相对于其初始方向以小于约90度角(如图44A所示)或以约90度角(如图44B所示)重定向流路。
图43B示出了形成为流体喷射流(比如加压气体301邻近翼形或扇形结构4302的一个或多个外表面经过)的科恩达效应的示例4300。加压气体4303的至少一部分可以邻近翼形结构4302的弯曲侧4305行进。加压气体4304的至少一部分可以邻近与翼形结构4302的弯曲侧4305相对的一侧4306行进。邻近弯曲侧4305行进的加压气体4303可以以比邻近相对侧4306行进的加压气体4304的速度更快的速度行进。低压区可以形成为邻近翼形结构4302的弯曲侧4305,从而生成抽吸力。高压区可以形成为邻近翼形结构4302的相对侧4306。抽吸装置可以包括翼形或扇形结构4302,以生成装置的抽吸力。在一些实施例中,包括翼形或扇形结构的抽吸装置可以抽吸或卷入比如气体等流体。在一些实施例中,包括翼形或扇形结构的抽吸装置可以抽吸或卷入一种或多种气体、一种或多种流体、一种或多种固体颗粒或其任意组合。
相邻表面(比如面对表面)的几何形状可以重定向加压流体(比如气体)的流路。一个或多个面对表面的形状可以重定向加压气体的流路。在一些情况下,加压流体可以以约90、85、80、75、70、65、60、55、50、45、40、35、30、25、20、15、10、5度的角度或更小相对于其初始方向重定向。在一些情况下,加压流体可以相对于其初始方向以90度或更小的角度重定向。在一些情况下,加压流体可以相对于其初始方向以约60度或更小的角度重定向。在一些情况下,加压流体可以相对于其初始方向以约55度或更小的角度重定向。在一些情况下,加压流体可以相对于其初始方向以约40度或更小的角度重定向。在一些情况下,加压流体可以相对于其初始方向以约35度或更小的角度重定向。在一些情况下,加压流体可以相对于其初始方向以约60度至约30度的角度重定向。
面对表面的几何形状可以将比如加压气体等流体的流路引导至无源抽吸装置的中空节段中。在一些情况下,加压气体可相对于无源抽吸装置的中心轴线以90度角进入中空节段。加压气体可以相对于中心轴线以约60度的角度进入中空节段。加压气体可以相对于中心轴线以约55度的角度进入中空节段。加压气体可以相对于中心轴线以约40度的角度进入中空节段。加压气体可以相对于中心轴线以约35度的角度进入中空节段。加压气体可以相对于中心轴线以大约5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90度的角度进入中空节段。加压气体可以相对于中心轴线以90度的角度或更小进入中空节段。加压气体可以相对于中心轴线以约60度的角度或更小进入中空节段。加压气体可以相对于中心轴线以约55度的角度或更小进入中空节段。加压气体可以相对于中心轴线以约40度的角度或更小进入中空节段。加压气体可以相对于中心轴线以约35度的角度或更小进入中空节段。加压气体可以相对于中心轴线从约30度的角度至60度的角度进入中空节段。
面对表面的几何形状可以引导流体(比如加压气体)的流路,以沿着面对表面的表面行进。例如,进入无源抽吸装置的加压气体可以行进接近面对表面的表面的至少一部分、邻近中空节段的内表面的至少一部分、在中空节段的管腔内或其组合。比如进入无源抽吸装置的加压气体的流体可以行进接近面对表面的表面的长度的至少约5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%。流体可以行进接近面对表面的表面的长度的至少大约95%。流体可以行进接近面对表面的表面的长度的至少大约90%。流体可以行进接近面对表面的表面的长度的至少大约85%。流体可以行进接近面对表面的表面的长度的至少大约80%。流体可以行进接近面对表面的表面的长度的至少大约75%。流体可以行进接近面对表面的表面的长度的至少大约70%。流体可以行进接近面对表面的表面的长度的至少大约65%。流体可以行进接近面对表面的表面的长度的至少大约60%。流体可以行进接近面对表面的表面的长度的至少大约55%。流体可以行进接近面对表面的表面的长度的至少大约50%。流体可以行进接近面对表面的表面的长度的至少大约45%。流体可以行进接近面对表面的表面的长度的至少大约40%。流体可以行进接近面对表面的表面的长度的至少大约35%。流体可以行进接近面对表面的表面的长度的至少大约30%。流体可以行进接近面对表面的表面的长度的至少大约25%。流体可以行进接近面对表面的表面的长度的至少大约20%。流体可以行进接近面对表面的表面的长度的至少大约15%。流体可以行进接近面对表面的表面的长度的至少大约10%。流体可以行进接近面对表面的表面的长度的至少大约5%。
如图45所示,中空节段的面对表面4500可以以特定几何形状成形。如图43B所示,面对表面可以包括翼形形状。几何形状可以是弯曲的面对表面、成角度的面对表面、圆形的面对表面、直线面对表面或其组合。面对表面4500可形成圆角端(图45A)、半圆角端(图45B)、松弛端(图45C)、方形端(图45D)、双弯曲端(图45E)、内凹端(图45F)、倾斜端(图45G)或双倾斜端、钝端(图45H)、扩口端(图45I或图45J)、圆形端、锥形端、翼形端(图43B)或其任意组合。具有特定几何形状的面对表面可以至少部分地或完全地围绕中空节段的开口。面对表面可以成形为:a)使比如加压气体等流体直接进入到无源抽吸装置的中空节段中;b)增强比如加压气体等流体,以沿面对表面的表面的至少一部分行进;c)增强无源抽吸装置的抽吸能力或抽吸效率;或其任意组合。
如图46所示,中空节段的面对表面4600可成形为具有特定几何形状,比如倾斜端,以重定向比如加压气体等流体的进入中空节段的流路。如图46A或图46B所示,面对表面可将流体的流路相对于其初始方向(比如垂直于无源抽吸装置的中心轴线)以90度重定向。面对表面可以将流体的流路相对于其初始方向重定向小于90度。面对表面可以将流体的流路相对于其初始方向重定向小于约85度。面对表面可以将流体的流路相对于其初始方向重定向小于约80度。面对表面可以将流体的流路相对于其初始方向重定向小于约75度。面对表面可以将流体的流路相对于其初始方向重定向小于约70度。面对表面可以将流体的流路相对于其初始方向重定向小于约65度。面对表面可以将流体的流路相对于其初始方向重定向小于约60度。面对表面可以将流体的流路相对于其初始方向重定向小于约55度。面对表面可以将流体的流路相对于其初始方向重定向小于约50度。面对表面可以将流体的流路相对于其初始方向重定向小于约45度。面对表面可以将流体的流路相对于其初始方向重定向小于约40度。面对表面可以将流体的流路相对于其初始方向重定向小于约35度。面对表面可以将流体的流路相对于其初始方向重定向小于约30度。面对表面可以将流体的流路相对于其初始方向重定向小于约25度。面对表面可以将流体的流路相对于其初始方向重定向小于约20度。面对表面可以将流体的流路相对于其初始方向重定向小于约15度。面对表面可以将流体的流路相对于其初始方向重定向小于约10度。如图46C、图46D或图46E的翼形或扇形结构所示,面对表面可将流体的流路相对于其初始方向以小于约5度重定向。面对表面可以将流体的流路相对于其初始方向重定向小于约4度。面对表面可以将流体的流路相对于其初始方向重定向小于约3度。面对表面可以将流体的流路相对于其初始方向重定向小于约2度。面对表面可以将流体的流路相对于其初始方向重定向小于约1度。面对表面可以将流体的流路相对于其初始方向以约5度至约85度重定向。如图46F、图46G或图46H所示,面对表面可将流体的流路相对于其初始方向以约5度至小于90度重定向。
如图47A所示,比如加压气体等流体4703可以进入包括第一中空节段4701和第二中空节段4702的无源抽吸装置4700,或者如图47B所示,进入包括中空节段4706的无源抽吸装置4700。在一些情况下,流体大致沿中空节段的内表面4705行进。比如加压气体等流体4703的进入可以在中空节段内产生低压区。低压区可产生真空力,以致使物质流4704进入或抽吸至无源抽吸装置中。物质流4704和流体4703的至少一部分可以在中空节段4707的一端处从无源抽吸装置排出。中空节段上的面对表面的几何形状可以引导流体4703的流路。如图47C所示,用于比如加压气体等流体4703的端口可以位于进入抽吸装置4700的中空节段的流体的右侧,或者如图47D所示,可以位于进入中空节段的流体的左侧。加压气体端口可以沿着无源抽吸装置的长度放置在导管之前或之后。如图47C所示,进入中空节段的流体的流路可以相对于其初始方向或相对于中空节段的中心纵向轴线以约90度的角度重定向。如图47D所示,进入中空节段的流体的流路可以相对于其初始方向或相对于中空节段的中心纵向轴线以小于约10度的角度重定向。
如图47E所示,进入抽吸装置4700的第一中空节段的比如气体等流体4704的喷射流可以产生低压区,使得比如气体等卷入的流体4703可以通过第一和第二中空节段之间的导管进入。流体喷射流4704和卷入的流体4703的至少一部分可以在第二中空节段4707的一端处从抽吸装置4700排出。第一中空节段和第二中空节段的位置可以调节导管的宽度,卷入的流体4703从该导管进入抽吸装置4700。例如,如图47F所示,扩大导管的宽度可以增强抽吸装置4700的抽吸能力,可以增加进入中空节段的卷入的流体(比如气体)的体积,可以改变气体对液体抽吸能力的比率或其任意组合。如图47G所示,通过使第一中空节段、第二中空节段或其组合更加移近在一起,可以减小导管的宽度,从而减小导管宽度,减小抽吸能力,减少进入抽吸装置的卷入的流体的体积,改变气体与液体抽吸能力的比率,或其任意组合。在一些情况下,无源抽吸装置可以是文丘里面罩。在一些情况下,无源抽吸装置可以是用一个或多个结构元件改进以产生科恩达效应的文丘里面罩。在一些情况下,比如空气等压缩气体可以用作真空源。在一些情况下,无源抽吸装置可以吸取比如烟气等气体、液体、比如固体颗粒等固体,或其任意组合。
如图49所示,进入无源抽吸装置4900的流体可以是卷入的流体,比如卷入的空气。卷入的流体是被抽引到抽吸装置中比如通过真空或抽吸力抽引到抽吸装置中的流体。如图49所示,进入无源抽吸装置4900的物质流可以是诱导流体,比如诱导空气。诱导流体可以是用于在抽吸装置内产生低压区的原动流体。原动流体可以是空气喷射流或加压气体或快速流动流体或其组合。
无源抽吸装置可以包括第一中空节段、第二中空节段或其组合的内径的收窄部。如图48所示,无源抽吸装置4800可以包括第二中空节段的内径的收窄部。如图50所示,无源抽吸装置5000可以包括单个中空节段,其具有单个中空节段的内径的收窄部。无源抽吸装置可以包括第一中空节段、第二中空节段或其组合的内径的多个的收窄部。收窄部可以形成一个流体收敛和发散的区域。如图48和图50所示,进入收窄部的比如空气喷射流等流体喷射流4804可以产生低压区,比如相对于大气压的低压区。在一些情况下,无源抽吸装置可以用于混合一种或多种流体,比如气体或液体。在一些情况下,无源抽吸装置可以吸取比如烟气等气体、液体、比如固体颗粒等固体,或其任意组合。通过在无源抽吸装置中包括一个或多个过滤器或在流体流排出无源抽吸装置之后包括一个或多个过滤器,可以过滤排出无源抽吸装置4807的流体流。
无源抽吸装置可以包括比如收窄部等结构元件,并且在与比如加压气体等流体结合时构造为产生文丘里效应。无源抽吸装置可以包括比如收窄部等结构元件,并且在与比如加压气体等流体结合时构造为将卷入的流体抽引、抽吸或真空吸入到无源抽吸装置中。无源抽吸装置可以包括比如形成在两个相面对表面之间的导管等结构元件,并且在与比如加压气体等流体结合时构造为产生科恩达效应。无源抽吸装置可以包括比如形成在两个相面对表面之间的导管等结构元件,并且在与比如加压气体等流体结合时构造为将卷入的流体抽引、抽吸或真空吸入到无源抽吸装置中。无源抽吸装置可以包括用于产生文丘里效应的一个或多个结构元件,用于产生科恩达效应的一个或多个结构元件,用于产生伯努利效应的一个或多个结构元件,或其任意组合。
无源抽吸装置可以包括构造为产生文丘里效应的结构元件,比如中空节段的内径的收窄部。无源抽吸装置可以包括构造为产生科恩达效应的结构元件,比如形成在两个面对表面之间的导管。无源抽吸装置可以包括构造为产生科恩达效应的结构元件,比如翼形形状或扇形形状。无源抽吸装置可以包括用于产生文丘里效应的一个或多个结构元件,用于产生科恩达效应的一个或多个结构元件,用于产生伯努利效应的一个或多个结构元件,或其任意组合。
无源抽吸装置可以包括构造为产生科恩达效应的结构元件,比如翼形形状。无源抽吸装置可以包括一个或多个中空节段,其中中空节段可以是圆柱形的、锥形的或其组合。包括锥形端的中空节段可以被定位为彼此至少部分地重叠。包括圆柱形端的中空节段可以定位成彼此相邻。锥形端可以包括大约1度、2度、3度、4度、5度、10度、15度、20度、25度、30度、35度、40度、45度、50度、或更多的锥度。锥形端可以包括约1度或更小的锥度。锥形端可以包括约5度或更小的锥度。锥形端可以包括约10度或更小的锥度。锥形端可以包括约15度或更小的锥度。锥形端可以包括约20度或更小的锥度。锥形端可以包括约25度或更小的锥度。
使流体(比如原动流体、液体或空气的喷射流)进入中空节段的收窄部可以将原动流体的压能转换成速度能量,以在中空节段的收窄部处或附近产生低压区或区域。低压区或区域的形成抽入并卷入物质流,比如卷入的空气。穿过中空节段的收窄部之后,流体速度降低。原动流体可以是比如液体或气体等流体,比如水、空气、蒸汽。卷入的抽吸流体可以是比如烟气等气体,比如血液等体液之类的液体、比如固体颗粒等固体或其任意组合,比如浆液。原动流体或卷入的流体还可以包括固体,比如固体颗粒。
如本文所描述的装置或系统可以包括一个或多个过滤器。过滤器可以从流体流中捕获或去除组分。例如,过滤器可以从液体流中捕获固体颗粒。过滤器可以从液体流中捕获比如手术烟气等气体。在一些情况下,装置或系统可以在没有过滤器的情况下从流体流中捕获或去除组分。装置或系统可以构造为从流体流中静电捕获比如固体颗粒等组分。装置或系统可以构造为涡旋或者气旋分离组分,比如从流体流中分离液体与气体。
无源抽吸装置可以用于手术设施、比如抽吸器,以抽吸物质流。医用抽吸器可以从手术部位抽吸物质流,或抽吸患者比如患者的气道中的物质流。医用抽吸器可以抽吸血液、粘液或任何其它体液。无源抽吸装置可以是便携式的,用于在救护车、医院、疗养院使用。无源抽吸装置可以在如图47E-4G所示的非手术临床设施比如患者面罩或在换气机中使用。无源抽吸装置可以比如在换气机中被用于混合气体。
无源抽吸装置可用于研究设施中,以便产生部分真空或从一部位吸取物质流。无源抽吸装置可以并入家用电器装置中,比如:a)真空装置;b)燃气炉具、烤架或作为引射器的本生燃烧器;c)作为雾化器的香水分配器;或者d)酒曝气器。无源抽吸装置可以被并入汽车比如小汽车、火车、飞机、船、潜水艇或其它设备中。无源抽吸装置可以并入工业用枪中,比如喷漆枪或喷涂枪。无源抽吸装置可用于泵,比如注射器或喷射器、蒸汽喷射器、蒸汽注射器、引射喷射泵或热压缩机。无源抽吸装置可以用于工业应用中,比如:a)在核能中作为喷射泵使核反应堆中的流体(即冷却剂流体)循环;b)在建筑业中泵送浑浊的水或浆料;c)在炼油工业中,比如在真空蒸馏单元中建立真空系统,提高采收率,或其组合;d)在化学工业中,将化学品注入比如锅炉等容器,控制化学品剂量,或其组合;d)在发电站、比如火力发电站中,去除比如灰末等固体颗粒;在航空工业中,为陀螺仪器等仪器或飞机燃油系统中的输送泵提供真空;或其它。
虽然本文已经示出和描述了本发明的优选实施例,但对于本领域技术人员来说显而易见的是,这种实施例仅通过示例方式提供。并不期望本发明受到说明书中提供的具体示例的限制。尽管已经参考前述说明书描述了本发明,但是本文中的实施例的描述和说明不旨在以限制意义来解释。本领域技术人员现在将在不背离本发明的情况下想到许多变化、改变和替换。此外,应该明白的是,本发明的所有方面不局限于在此阐述的依赖于各种条件和变量的具体描述、构造或相对比例。应该明白的是,可以在实施本发明时采用本文所描述的发明的实施例的各种替代方案。因此,预期本发明还将覆盖任何这种替代、修改、变化或等同方案。所意图的是后附权利要求书限定本发明的范围以及由此而覆盖的这些权利要求的范围内的方法和结构与其等同方案。
示例
本研究的目的是确定流体排空、烟气排空、液体排空、空气和液体排空的典型流体流量(立方英尺每分钟,cfm)和压力(毫米汞柱,mmHg),并且用典型的烟雾排空装置(RapidVAC,和Conmed AER Defense)来比较声音水平。使用24131Rev X9和更新的梭阀(24444RevX2)进行了测试。时间取自笔记本电脑时钟。连接到装置的空气压力用SPAN 0-100psi压力表(QMS-596)测量。装置的调谐器臂设置(0至14)对应于0英寸至0.0115英寸的间隙空间。真空是在流量计的出口处(在连接时)相对于大气的真空,并且用Meriam M2系列智能测压计(P/N ZM200-DN0200,QMS-689)进行测量。ΔΡ是在已连接时经过流量计的压降,并且用Meriam M2系列智能测压计(P/N ZM200-DN0200,QMS-641)测量。使用Key Instruments的FR4A67SVVT流量计在装置入口处测量进入到装置中的空气的流量。声音通过ExtechInstruments的SL130测声计QMS-548测量。结果列于图51-54中。
图51是示出了猪试验中用于烟气排空的不同装置条件的表。图52是示出了猪试验中的最大静态真空度(mmHg)的表。图53是示出了猪试验中的最大静态真空度(mmHg)的柱状图。图54是示出了猪试验中的作为最大静态真空度(mmHg)的函数的以分贝(dB)计的听觉噪声水平的表。
本文描述的各种实施例从高于环境空气压力的压力源进行操作。该压力源可以由压缩空气容器、空气压缩机或甚至人类的呼吸供给。在战场应用或无法获得电力的其它情形下,可以通过供给高于环境空气压力的压力来操作本文提供的抽吸装置,而无需电力。在现场,压缩空气缸可以提供压力。替代地,在紧急情况下,可以从人类的呼吸来操作本文提供的抽吸装置。如果人类使用其呼吸来提供抽吸,则通过真空源进行操作的传统抽吸装置可能对人类构成危险。提供抽吸的人可能吸入血液、体液、组织或其它不期望的元素。如果一个人可以通过吹气生成抽吸,则可以消除此风险。
为了示出和说明的目的已经提供了本发明的前述说明。这并不旨在穷举或将本发明限制于所公开的具体形式,并且根据上述教导,其它修改和变化也是可能的。选择并描述实施例是为了最好地解释本发明的原理及其实际应用,由此使得本领域的技术人员能够以适合于预期的特定用途的各种实施例和各种修改来最佳地利用本发明。所意图的是所附权利要求书被解释为包括本发明的其它替代的实施例,除非受到现有技术
Claims (70)
1.一种系统,包括:
手术工具、容器、过滤器以及无源抽吸装置,
其中,所述无源抽吸装置包括:(i)中空节段的内径的收窄部,(ii)通过所述第一中空节段的一端的第一面对表面定位为与所述第二中空节段的一端的第二面对表面相邻或至少部分地重叠而形成的导管,或(iii)其组合,其中,加压流体进入无源抽吸装置而在所述无源抽吸装置内形成低压区,使得所述无源抽吸装置为所述系统提供无源抽吸源,
其中,所述手术工具的输出端口与所述容器的输入端口流体连通,
其中,所述容器的输出端口与所述过滤器的输入端口流体连通,并且
其中,所述无源抽吸装置的输入端口或输出端口与所述手术工具的输入端口、所述手术工具的输出端口、所述容器的输入端口、所述容器的输出端口、所述过滤器的输入端口、所述过滤器的输出端口或其任意组合流体连通。
2.根据权利要求1所述的系统,还包括:第一管路和第二管路,其中,所述第一管路的第一端流体连接至所述手术工具的输出端口,并且所述第一管路的第二端流体连接至所述容器的输入端口,并且其中,所述第二管路的第一端流体连接至所述容器的输出端口,并且所述第二管路的第二端流体连接至所述过滤器的输入端口。
3.根据权利要求2所述的系统,其中,所述无源抽吸装置的输入端口流体连接至所述容器的输出端口,并且所述无源抽吸装置的输出端口流体连接至所述过滤器的输入端口。
4.根据权利要求2所述的系统,其中,所述无源抽吸装置定位在所述系统中,以推送物质流进入所述过滤器。
5.根据权利要求3或4所述的系统,其中,相比于将所述无源抽吸装置的输入端口流体连接至所述过滤器的输出端口,所述系统的效率提高至少约60%。
6.根据权利要求5所述的系统,其中,所述系统的效率提高至少约75%。
7.根据权利要求2所述的系统,其中,所述无源抽吸装置与所述容器、所述手术工具、所述过滤器、所述管路或其任意组合成一体。
8.根据权利要求2所述的系统,其中,所述无源抽吸装置可附接至所述容器、所述手术工具、所述过滤器、所述管路或其任意组合。
9.根据权利要求2所述的系统,其中,所述系统包括两个无源抽吸装置。
10.根据权利要求9所述的系统,其中,所述第一无源抽吸装置的输出端口流体连接至所述容器的输入端口,并且所述第二无源抽吸装置的输入端口流体连接至所述容器的输出端口。
11.根据权利要求10所述的系统,其中,所述管路、所述容器、或其组合内的物质流的压力平衡。
12.根据权利要求10所述的系统,其中,所述第一无源抽吸装置定位为推送物质流进入所述容器,并且所述第二无源抽吸装置定位为从所述容器抽出物质流。
13.根据权利要求10所述的系统,其中,与包括单个无源抽吸装置的系统相比,所述管路的刚度减小。
14.根据权利要求2所述的系统,其中,所述管路包括约0.01英寸或更小的壁厚。
15.根据权利要求2所述的系统,其中,所述管路包括约0.001英寸或更小的壁厚。
16.根据权利要求2所述的系统,其中,所述管路包括约0.0001英寸或更小的壁厚。
17.根据权利要求2所述的系统,其中,所述无源抽吸装置包括至少一个科恩达效应、至少一个文丘里效应、至少一个伯努利效应或其组合。
18.根据权利要求2所述的系统,其中,所述无源抽吸装置流体连接至所述手术工具的输入端口,并且其中,物质流的卷入发生在所述手术工具的输入端口处。
19.根据权利要求18所述的系统,其中,在所述手术工具的输入端口处的所述物质流的卷入的直径至少约为所述手术工具的直径的1倍。
20.根据权利要求2所述的系统,其中,卷入的直径至少约为所述手术工具的直径的2倍。
21.一种无源抽吸装置,包括:
第一中空节段,其包括所述第一中空节段的一端的第一面对表面和第一管腔;以及
第二中空节段,其包括第二中空节段的一端的第二面对表面和第二管腔,其中,所述第一面对表面与所述第二面对表面相邻或至少部分地重叠,以在其间形成导管,
其中,所述第一面对表面的几何形状、所述第二面对表面的几何形状或其组合引导加压流体的进入所述无源抽吸装置的流路,并且
其中,所述加压流体大致邻近(i)所述第一面对表面行进达所述第一面对表面的长度的至少约30%,或大致邻近(ii)所述第二面对表面行进达所述第二面对表面的长度的至少约30%。
22.根据权利要求21所述的无源抽吸装置,其中,所述加压流体大致邻近(i)所述第一面对表面行进达所述第一面对表面的长度的至少约60%,或大致邻近(ii)所述第二面对表面行进达所述第二面对表面的长度的至少约60%。
23.根据权利要求21所述的无源抽吸装置,其中,所述第一面对表面、所述第二面对表面或其组合的几何形状形成圆角端、半圆角端、松弛端、方形端、双弯曲端、内凹端、倾斜端、双倾斜端、钝端、扩口端、圆形端、锥形端、翼形端或其任意组合。
24.根据权利要求21所述的无源抽吸装置,其中,所述第一面对表面、所述第二面对表面或其组合的几何形状是可调节的。
25.根据权利要求21所述的无源抽吸装置,其中,所述第一面对表面的几何形状、所述第二面对表面的几何形状或其组合将所述流路相对于所述流路的初始方向以小于约90度重定向。
26.根据权利要求25所述的无源抽吸装置,其中,所述初始方向垂直于所述无源抽吸装置的中心轴线。
27.根据权利要求21所述的无源抽吸装置,其中,调节所述几何形状会:(i)重定向所述加压流体的流路,(ii)改变抽吸能力,(iii)改变抽吸效率,(iv)改变所述加压流体的体积流量,(v)改变加压流体沿着其行进的面对表面的百分比长度,或(vi)其任意组合。
28.根据权利要求21所述的无源抽吸装置,其中,所述加压流体相对于所述无源抽吸装置的中心轴线以小于90度的角度进入所述无源抽吸装置。
29.根据权利要求21所述的无源抽吸装置,其中,所述加压流体相对于所述无源抽吸装置的中心轴线以约55度或更小的角度进入所述无源抽吸装置。
30.一种手术装置,包括:
第一输入端口,其用于将加压流体接收到所述手术装置中;
第二输入端口,其用于将卷入的流体接收到所述手术装置中;
输出端口,通过所述输出端口包括所述卷入的流体的至少一部分、所述加压流体的至少一部分或其组合的物质流从所述手术装置排出;以及
(i)中空节段的内径的收窄部,(ii)通过所述第一中空节段的一端的第一面对表面定位为与所述第二中空节段的一端的第二面对表面相邻或至少部分地重叠而形成的导管,或(iii)其组合,
其中,所述加压流体进入所述手术装置的第一输入端口中而在所述手术装置内形成低压区,使得所述手术装置的第二输入端口从所述手术装置的外部的部位卷入流体的至少一部分。
31.根据权利要求30所述的手术装置,其中,所述第二输入端口是所述导管。
32.根据权利要求30所述的手术装置,其中,所述第二输入端口是环形开口。
33.根据权利要求30所述的手术装置,其中,所述手术装置的抽吸能力是可调节的。
34.根据权利要求30所述的手术装置,其中,调整所述导管的宽度会:(i)调节所述手术装置的抽吸能力,(ii)调节所述卷入的流体的体积流量,(iii)调节气体抽吸与液体抽吸的体积比,或(iv)其任意组合。
35.根据权利要求30所述的手术装置,其中,所述手术装置包括至少一个收窄部和至少一个导管。
36.根据权利要求30所述的手术装置,其中,所述卷入的流体在进入所述手术装置的第二输入端口时的流路相对于初始方向从约5度到约85度重定向。
37.根据权利要求36所述的手术装置,其中,所述卷入的流体进入所述导管,并且其中,所述初始方向沿着所述手术装置的中心纵向轴线。
38.根据权利要求30所述的手术装置,其中,所述加压流体在进入所述手术装置的第一输入端口时的流路相对于初始方向从约5度到85度重定向。
39.根据权利要求38所述的手术装置,其中,所述加压流体进入所述导管,并且
其中,所述初始方向沿着所述手术装置的中心纵向轴线。
40.根据权利要求30所述的手术装置,其中,所述手术装置是换气机。
41.根据权利要求30所述的手术装置,其中,所述手术装置是抽吸器。
42.根据权利要求30所述的手术装置,其中,所述手术装置构造为可附接至手术工具。
43.根据权利要求30所述的手术装置,其中,所述手术装置是流体连接至手术工具、容器、过滤器、管路或其任意组合的手术抽吸装置。
44.根据权利要求30所述的手术装置,其中,所述手术装置是与手术工具、容器、过滤器、管路或其任意组合流体连通的手术抽吸装置。
45.根据权利要求44所述的手术装置,其中,所述管路包括约0.01英寸或更小的壁厚。
46.根据权利要求44所述的手术装置,其中,所述管路包括约0.001英寸或更小的壁厚。
47.根据权利要求44所述的手术装置,其中,所述管路包括约0.0001英寸或更小的壁厚。
48.根据权利要求30所述的手术装置,其中,所述卷入的流体包含气体、液体、固体或其组合。
49.根据权利要求30所述的手术装置,其中,所述卷入的流体包括体液。
50.根据权利要求30所述的手术装置,其中,所述第一面对表面、所述第二面对表面或其组合的几何形状形成圆角端、半圆角端、松弛端、方形端、双弯曲端、内凹端、倾斜端、双倾斜端、钝端、扩口端、圆形端、锥形端、翼形端或其任意组合。
51.根据权利要求30所述的手术装置,其中,手术工具的与所述手术装置流体连通的输入端口处的卷入流体部位的直径至少约为所述手术工具的直径的1倍。
52.根据权利要求51所述的手术装置,其中,所述卷入流体部位的直径至少约为所述手术工具的直径的2倍。
53.一种方法,包括:
在第一输入端口处将加压流体接收到手术装置中;
在所述手术装置内形成低压区,其中,所述低压区通过使所述加压流体穿过以下部位而形成:(i)所述手术装置的中空节段的内径的收窄部,(ii)通过所述第一中空节段的一端的第一面对表面定位为与第二中空节段的一端的第二面对表面相邻或至少部分地重叠而形成的所述手术装置的导管,或(iii)其组合;
从所述手术装置外的部位抽吸卷入的流体的至少一部分;以及
通过所述手术装置的输出端口移除所述加压流体的至少一部分、所述卷入的流体的至少一部分或其组合。
54.根据权利要求53所述的方法,还包括:调节所述手术装置的抽吸能力。
55.根据权利要求53所述的方法,其中,调整所述导管的宽度会:(i)调节所述手术装置的抽吸能力,(ii)调节所述卷入的流体的体积流量,(iii)调节气体抽吸与液体抽吸的体积比,或(iv)其任意组合。
56.根据权利要求53所述的方法,其中,所述手术装置是换气机。
57.根据权利要求53所述的方法,其中,所述手术装置流体连接至手术工具、容器、过滤器、管路或其任意组合。
58.根据权利要求53所述的方法,其中,所述卷入的流体包括体液。
59.一种方法,包括:
将加压流体接收到无源抽吸装置的导管中,其中,通过第一中空节段的一端的第一面对表面定位为与第二中空节段的一端的第二面对表面相邻或至少部分地重叠而形成导管;以及
将加压流体的流路大致邻近所述第一面对表面引导达所述第一面对表面的长度的至少约30%。
60.根据权利要求59所述的方法,其中,所述加压流体大致邻近(i)所述第一面对表面行进达所述第一面对表面的长度的至少约60%,或大致邻近(ii)所述第二面对表面行进达所述第二面对表面的长度的至少约60%。
61.根据权利要求59所述的方法,其中,所述第一面对表面、所述第二面对表面或其组合的几何形状形成圆角端、半圆角端、松弛端、方形端、双弯曲端、内凹端、倾斜端、双倾斜端、钝端、扩口端、圆形端、锥形端、翼形端或其任意组合。
62.根据权利要求59所述的方法,还包括:调节所述第一面对表面、所述第二面对表面、或其组合的几何形状。
63.根据权利要求59所述的方法,其中,调节所述几何形状会:(i)重定向所述加压流体的流路,(ii)改变抽吸能力,(iii)改变抽吸效率,(iv)改变所述加压流体的体积流量,(v)改变加压流体沿着其行进的面对表面的百分比长度,或(vi)其任意组合。
64.根据权利要求59所述的方法,其中,所述加压流体相对于所述无源抽吸装置的中心轴线以小于90度的角度进入所述无源抽吸装置。
65.一种方法,包括:
将加压流体接收到系统的无源抽吸装置中,其中,所述系统包括手术工具、容器、过滤器以及所述无源抽吸装置;
在所述无源抽吸装置内形成低压区,其中,所述低压区通过使所述加压流体穿过以下部位而形成:(i)中空节段的内径的收窄部,(ii)通过所述第一中空节段的一端的第一面对表面定位为与所述第二中空节段的一端的第二面对表面相邻或至少部分地重叠而形成的导管,或(iii)其组合;以及
在所述手术工具的输入端口处卷入物质流。
66.根据权利要求65所述的方法,还包括:将所述物质流推送到所述过滤器的输入端口中。
67.根据权利要求65所述的方法,还包括:平衡所述容器内的压力。
68.根据权利要求65所述的方法,其中,所述系统还包括第一管路和第二管路,其中,所述第一管路的第一端流体连接至所述手术工具的输出端口,并且所述第一管路的第二端流体连接至所述容器的输入端口,并且其中,所述第二管路的第一端流体连接至所述容器的输出端口,并且所述第二管路的第二端流体连接至所述过滤器的输入端口。
69.根据权利要求68所述的方法,其中,所述管路包括约0.01英寸或更小的壁厚。
70.根据权利要求68所述的方法,其中,所述管路包括约0.001英寸或更小的壁厚。
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