CN1662766A - 用于使一个由弹性材料制成的套管与一个管子连接的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于使一个由弹性材料制成的套管与一个管子连接的装置。本发明的任务是提供一种用于使由弹性材料制成的套管与一个管子连接的装置，利用它们可以在简单、快速、安全和可重复的条件下连接和分开，特别是在外科手术中连接一个辅助心脏或者一个替代心脏的血液泵时。本任务通过一种用于使一个由弹性材料制成的套管与一个管子连接的装置来解决，其中一个安装在管子(5)上的管接头(4)插入到套管(7)中，其特征在于，一个在一个套管端部(71)上可移动到一个止挡机构(2，62)地设置的卡爪环(1)通过轴向移动和嵌合在一个锁紧环(3)上而与在一个管子端部(51)上固定的该锁紧环(3)进行连接和转动。该连接通过卡爪环(1)的旋转以及卡爪环(1)和套管(7)的轴向抽取而可以再次松开。

Description

用于使一个由弹性材料制成的套管与一个管子连接的装置
本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分的用于使一个由弹性材料制成的套管(或者软管)与一个管子连接的装置
用于连接套管和管子的装置是已知的。经常使用锁紧螺母，以便实现管子或者套管的连接。在此，锁紧螺母与一个弹性夹头或者软管接头(Olive)(对接连接(Stoβverbingung))组合使用，以便把管子或者套管相互连接起来。在拧紧螺母的时候会传递给套管一个径向力。利用锁紧螺母可以实现轴向安全和径向密封。目前特别用到该连接技术的是，为了连接可植入体内的血液泵，其中需要把一个通常为金属的管子和一个由弹性材料制成的套管连接起来。
已知的在血液泵和套管和管子之间的这种连接形式具有以下缺点：
-螺纹需要较大的壁厚。因此导致连接部位具有一个更大的直径。此外，由于材料的增加使得重量增加是不可避免的。
-该连接形式的连接条件不可以重复并且该连接不能长期的保持恒定。一个限定的拧紧力矩只能有条件地产生。为此必须使用一个转矩扳手的措施具有这样的缺点，即外科医生需要另外的工具用于植入和移出。通过一个未限定的拧紧力矩会一方面在非常牢固拧紧的情况下产生材料损伤(硅树脂在较大力时产生塑性流变，聚酯织物例如涤纶或者特氟隆会拉断)或者另一方面螺母会松动。
-在缺少扭转联锁机构时，锁紧螺母由于振动而松动。这会强制性地导致危及生命的泄漏，因为螺母不再能够维护轴向安全和径向密封。
-锁紧螺母大部分具有细螺纹。因此旋入长度较长。这意味着操作性能较差并且因此花费外科医生很多的时间。
-锁紧螺母-技术拥有不确定的和损害血液的过渡机构。因此存在血球溶解危险和血栓危险。
-锁紧螺母-技术总是与一定的套管材料(钛、聚酯织物-特氟隆、涤纶、硅树脂或者聚氨酯)。其它套管材料决定着其它的结构。
-在现有已知的系统中，输出套管的长度只能匹配到病人解剖的末端(动脉侧)。因此，输出套管头部的结构方案不能自由选择。这样例如在由聚酯织物制成的主要使用的输出套管上获得一个不确定的和损害血液的过渡机构。此外，该输出套管可以扭结并且导致在供血时流量减少。
本发明的任务是提供一种使由弹性材料制成的套管与管子连接的装置，利用它们可以在简单、快速、安全和可重复的条件下连接和分开套管和管子，特别是在外科手术中在连接一个辅助心脏或者一个替代心脏的血液泵的情况下。
本任务通过权利要求1中的特征来解决。
按照本发明的、用于使一个由弹性材料制成的套管与一个管子相连接的装置是这样的，其中一个安装在管子上的管接头、例如一个软管接头插入到套管中，其特征在于，一个在一个套管端部上可移动并且可转动到一个止挡机构地设置的卡爪环通过轴向移动和嵌合在一个锁紧环上而与在一个管子端部上固定的该锁紧环进行连接。必要时弯曲的套管可以围绕它的纵轴线相对于卡爪环任意旋转，从而泵和套管的位置在病人的身体里可以有利地匹配解剖条件。在软管接头和套管之间的密封通过把套管推到软管接头上时弹性扩张的套管的径向压力来形成。
有利的改进方案在从属权利要求中给出。
在本发明的一个有利的方案中，在套管端部上设置一个张力环，该张力环与套管固定连接。在张力环上可移动并可旋转地设置卡爪环。张力环的造型和材料选择使得有利地对于径向密封进行支持，这是通过产生附加的径向密封力造成的。
可以使张力环由弹性材料例如硅树脂制成，或者也可由非弹性材料例如金属制成。由金属制成的张力环特别地可以是开缝的套。
本发明的另外一个方案中，所述止挡机构设计成在套管端部上的轴环，从而在嵌合卡爪环时，端部的轴环压向锁紧环并且因此形成一种密封连接。
本发明的另外一个方案中，在轴环和卡爪环之间设置一个隔离环，该隔离环在嵌合过程中压向轴环。如果轴环由弹性材料制成，那么借助于所述隔离环可以实现更好的压力分布。隔离环既可以移动地和转动地安装，也可以固定地与卡爪环连接地进行安装。
按照本发明的另外一个方案中，一个加强成型件位于套管端部上，该加强成型件与套管固定连接，并且其上可移动并且可转动地设置卡爪环。所述加强成型件有利地把张力环与轴环组合起来。
在按照本发明的另外一个方案中，在张力环和轴环之间设置一个槽，该槽可以容纳所述隔离环。隔离环可以具有不同的形式，该形式特别是根据设计需要而得出。隔离环在弹性轴环变形时压入槽中。因为在卡爪环的嵌合过程中卡爪环压向隔离环并且隔离环再次压向轴环，因此形成了与锁紧环的密封连接，从而径向密封通过弹性扩宽的套管和张力环、在这种情况下通过借助于在轴环上密封面的轴向密封来补充。
也可以只在轴环端面上进行轴向密封。突出进入到套管中的管接头、例如软管接头可以非常短或者完全省掉，从而心脏辅助系统的总长可以有利地被缩短。
在按照本发明的另外一个有利方案中，卡爪环具有一个基环，具有卡爪紧固面的卡爪通过在基环上的弹簧接头设置在该基环上。基环也可以与隔离环固定连接。
在本发明的另外一个改进方案中，锁紧环具有紧固面，在该紧固面上贴靠着卡爪环的卡爪紧固面。
在按照本发明的一个改进方案中，所述加强成型件由弹性材料制成，特别有利地是由最好为硅树脂的、也可以制成套管的相同材料制成。
在另外一种方案中，所述加强成型件是套管端部的集成组件，该加强成型件例如用压力注塑工艺制成，从而使套管和加强成型件由同样的材料制成。
在另外一种方案中，锁紧环具有斜面，该斜面在相对锁紧环旋转卡爪环的时致使卡爪张开，从而在卡爪离开锁紧环斜面之后，卡爪环可以从锁紧环上抽下来。该连接被松开。
在另外一种方案中，锁紧环具有一个旋转限定部位，在卡爪环相对于锁紧环旋转时一个没有张开的卡爪止挡在该旋转限定部位上，并且该卡爪阻止卡爪环旋转超过释放位置。另一个同样形式的止挡机构可以镜像对称安置，从而与卡爪环的旋转方向无关，所述旋转在释放位置上被限制。
在本发明的另外一个有利的方案中，套管具有两个或者更多前后设置的加强成型件。其优点在于，在泵的植入过程中套管是可以缩短的，而不必把另外一个加强成型件推到套管端部上。
本发明具有以下优点：
-在植入一个血液泵的情况下，一个弹性套管可以简单、快速和安全地连接一个金属管子，其中该连接通过卡爪环的旋转以及卡爪环和套管的轴向抽取是可以再次松开的。
-在套管和管子之间连接位置上的外径相对于套管或者管子的外径只是微小的增大，这使重量减小了。
-存在可重复的连接条件。
-与一种锁紧螺母连接相比较，轴向安全以及径向和/或轴向密封是分开的。
-在此，通过卡爪环保证轴向连接不被分离。径向或者轴向密封通过管接头处(软管接头)和套管处优化的直径比或者厚度比来实现。由此没有不确定的轴向力或者径向力施加在套管上，也就是说，套管材料没有受到附加的负面影响。此外省略了附加的旋转防护，因为为了松开卡爪环的连接必须旋转，为此需要一个转矩，该转矩通过使卡爪滑到锁紧环的斜面上来实现卡爪的张开。该转矩只有在其需要的时候由操作员施加。因此存在自锁。
-按照本发明的卡扣连接可以实现一个理想的和由此从套管至管子无损血液的过渡结构。设计成软管接头的管接头(通常由钛制成)和套管之间的连接实际上没有流动阻力。
-按照本发明的装置在每种已知的套管材料的情况下都起作用，而不需要大的结构上的改变。
-按照本发明的装置的连接和分开不需要特殊的工具。
-输出套管的长度匹配可以在泵侧面端部通过切除不需要的加强成型段来实现。然后卡爪环再次推到套管上，并且隔离件结合到与最靠近套管端部的槽中。因此输出套管端部可以是暴露的。
本发明借助于一个实施例和附图进行更详细的说明。
附图示出：
图1a一个套管端部在连接前的示意性的轴向剖面图，
图1b管子端部在连接前的示意性的轴向剖面图，
图1c所述套管端部和管子端部按照本发明的连接的示意性轴向剖面图，
图2一个卡爪环的透视图，
图3a一个带有隔离环的套管端部的轴向剖面图，
图3b没有隔离环时一个带有套管加强板的套管端部的轴向视图，
图3c一个隔离环的轴向剖面图，
图4a锁紧环从管子端部方向看的透视图，
图4b锁紧环从套管端部方向看的透视图，
图5a卡爪环的轴向剖面图，
图5b锁紧环的轴向剖面图，
图5c卡爪环和锁紧环在嵌合状态下的轴向截面，
图6a把卡爪推到锁紧环上(锁紧位置)时卡爪的布置图，
图6b卡爪环在旋转后在释放位置上卡爪在锁紧环上的布置图，其中一个卡爪没有膨胀，贴靠在旋转限定部位上，这样限定了释放位置，
图7a在一个套管上多个套管加强部位的布置图，
图7b套管的一种实施形式，该套管带有通过压力注塑集成地与套管连接的加强成型件，
图8a带有轴环和卡爪环的套管端部视图，
图8b带有锁紧环的管子端部视图，
图8c一个套管端部和一个带有止挡机构的管子端部在套管端部处的连接视图，
图9a一个带有轴环和张力环以及隔离环的套管端部的视图，
图9b一个带有锁紧环的管子端部的视图，
图9c套管端部和管子端部的连接视图，该连接用到轴环、张力环和隔离环，
图10a带有窄轴环和卡爪环的套管端部的视图，
图10b带有缩短的套管的管子端部的视图，
图10c套管端部和带有缩短的套管的管子端部的连接的布置图，
图11a带有按照本发明的连接位置的心脏辅助泵的示意性示图，该连接位置具有输出弯管，以及
图11b带有连接位置和一个具有多个加强成型件的输出套管的心脏辅助泵的视图。
图1a、1b、1c示例性示出按照本发明的一种装置，该装置在一个套管7和一个管子5之间产生连接。一个此处设计成软管接头4的管接头推入到一个套管端部71中(图1c)。在套管端部71上，一个加强成型件6与套管端部71固定连接。在加强成型件6的槽61中设置一个隔离环2。一个卡爪环1用其在一个基环15(参见图2)上布置的卡爪11卡在锁紧环3上。在此，该卡爪环1压在隔离环2上，并且该隔离环压到加强成型件6的一个轴环62上，从而与锁紧环3的一个环形端面36形成密封连接。套管7相对于软管接头4的密封通过把套管端部71推到软管接头4上时该套管端部的弹性扩宽来实现，由此产生的径向密封压力，该径向密封压力把套管端部71的内表面压到软管接头4上。所述径向密封力通过加强成型件6的张力环63来提高。
按照本发明的装置的基本功能是一种卡扣连接。布置在基环15上的卡爪11在锁紧环3上推移并且在那里卡住，还可以再次松开(参见图2、图5和图6)。
端面36径向向外过渡成一个斜面31，并径向向内过渡成一个空隙部位(Freimachung)35。该空隙部位用于容纳在植入过程中在套管缩短时可能出现的位于轴环之前的软管突缘72(图7)。在端面36后面存在紧固面32和斜面33，位于套管上的卡爪环1利用卡爪11扣住所述紧固面32和斜面33，并且因此使套管7与管子5相连接。所述用于连接套管7的隔离环2和卡爪环1可以在供货状态时已经预装配到套管7上，或者只是在操作过程中才装配到套管7上。连接时，套管7推到软管接头4上，其中套管7的内径弹性地扩宽。卡爪环1旋转到其相对于锁紧环3处于锁紧位置上(图6a)，并且然后轴向移动到锁紧环3上。卡爪11在推入到锁紧环3的锁紧环斜面31上时张开，并且卡爪以卡爪紧固面12嵌合到锁紧环紧固面32上(图5a，5b，5c)。
在按照图2的卡爪环1的透视图中，在一个基环15上设置6个卡爪11。在卡爪11的末端设置卡爪紧固面12和一个卡爪斜面14。这是为了可靠地嵌入锁紧环3(如图5a、5b和5c所示)中而设置的。卡爪环1的弹簧接头13使得卡爪11在卡扣到锁紧环3上时互相张开。
图3a、3b和3c中示出套管7的套管端部71。在图3a中，在套管端部71上安装加强成型件6，并且在加强成型件6的槽61中安置隔离环2。图3b示出了无隔离环2的套管端部71，但是该套管端部具有加强成型件6，该成型件包括张力环63、轴环62和槽61。图3c示出隔离环2，该隔离环形状配合连接地安装在加强成型件6的槽61中。
在图4a和4b中示出了单个的锁紧环3，其包括锁紧环斜面31、锁紧环固定面32、释放斜面33、一个旋转限定部位34、一个空隙部位35和一个端面36，该端面用作轴向的密封面。图4a示出了管子5方向上的视图，并且图4b示出了在套管7方向上的视图。
在图5a、5b和5c中，一个卡爪环1和一个锁紧环3一次处在没有嵌入或者说没有卡扣的状态中(图5a和5b)，一次处在嵌入或者卡扣的状态中(图5c)。在此，可以再次看到卡爪环1的弹簧接头13、卡爪紧固面12以及卡爪斜面14与斜面31、紧固面32、用于释放的斜面33以及空隙部位35的共同作用。
图6a示出了把卡爪环1推到锁紧环3上之后的嵌入状态。通过旋转卡爪环1直到一个旋转限定部位34而到达释放位置，其中卡爪11通过滑移到卡爪环3的释放斜面33上而张开(图6b)。现在在轴向上卡爪环1可以从锁紧环3、套管7可以从软管接头抽出来，并因而解除连接。
图7a和7b示出了套管7上很多加强成型件6的布置视图，以便有利地匹配于植入时的长度。根据解剖情况，通过在操作过程中切下一定数量的加强成型件6使套管7的长度变短。在此必要时形成的软管突缘72在把套管7和管子5嵌入到锁紧环3的空隙部位35中时突出出来。图7b示出一个套管，它的加强成型件6是套管的集成组件(压力注塑生产)。
在植入时匹配尺寸比例的情况下，可能的切割位置通过A-B和C-D来表示。
图8a、8b和8c示出了按照本发明装置的另外一种变型。图8a示出了带有锁紧环1和轴环62的套管7的套管端部71，在此，轴环62直接成型在套管端部71上。在该变型中没有设置一个加强成型件6。
在图8b示出了管子5的管子端部51，该管子具有锁紧环3和软管接头4。通过把软管接头4推入到套管端部71中并且通过把卡爪环1卡在锁紧环3上，在套管端部和软管接头之间形成密封连接。在此，轴环62设置地相对较宽，从而同时径向密封力被加强，与此相关，轴向密封在端部的接触面上形成。
图9a、9b和9c示出按照本发明装置的另外一种方案。在此，用可分式的轴环62、张力环63和隔离环2取代闭合的加强成型件6。也可以通过该变型实现固定的连接和密封。
图10a、10b和10c示出按照本发明的装置的另外一种方案。在此，软管接头4明显地缩短了，同时锁紧环3的形状加宽了。
图11a和11b中示意性示出在一个可植入的血液泵上按照本发明装置的应用。
因此图11a中示出一个血液泵8，该泵在其出口和入口处具有软管接头4。对于输出弯管83，借助于按照本发明的装置通过把卡爪环1卡到锁紧环3上可以产生固定连接。泵8的另外一侧上同样通过把卡爪环1卡到锁紧环3上将一个输入套管与该泵连接起来。此外还可以使输出弯管在其另外端部与一个所谓的输出套管81连接，在此，按照图11a的描述特别看出本装置中较大的优点。通过旋转弯管可以到达最佳位置，而且与泵8的可连接性以任何方式都不会受到影响。
图11b示出在没有输出弯管83的情况下泵8使用软管接头4与输出套管81和输入套管82的连接。输出套管81具有很多在套管端部71上前后设置的加强成型件6(图7a和7b)。
这种应用尤其在一个植入到体内的血液泵8中是有利的，该血液泵必须与输入套管82和输出套管81连接。输入套管82和输出套管81通过按照本发明的卡扣接头与泵系统相连。由心脏流出的血液通过血液泵8的输入套管82输入，并且被血液泵8经过输出套管81导往此处没有示出的动脉。输入套管82和输出套管81通过按照本发明的装置与血液泵8相连。在血液泵8和输出套管81之间可选择地插入输出弯管83。该输出弯管的入口如一个套管端部71进行设计，并且同样可以利用一个卡扣接头固定在泵出口上。输出弯管83的出口具有软管接头4，并且因此可以利用另外一个卡扣接头与输出套管81连接(图11a)。
在植入心脏辅助系统时可以通过切除至少一个加强成型件6(如图7a所示)来使该系统匹配相应身体的尺寸比例。卡爪环1和隔离环2(图1)可以通过弹性材料的对应变形容易地推到跟在后面的加强成型件6上。
                     附图标记列表
1  卡爪环                              5  管子
11 卡爪                                51 管子端部
12 卡爪紧固面
13 弹簧接头                            6  加强成型件
14 卡爪斜面                            61 槽
15 基环                                62 轴环
                                       63 张力环
2  隔离环                              64 轴环端面
3  锁紧环                              7  套管
31 锁紧环斜面                          71 套管端部
32 锁紧环紧固面                        72 软管突缘
33 释放斜面                            73 分离位置
34 旋转限定部位
35 空隙部位                            8  血液泵
36 端面                                81 输出套管
                                       82 输入套管
4  软管接头                            83 输出弯管

Claims (20)

1.用于使一个由弹性材料制成的套管与一个管子连接的装置，其中一个安装在管子(5)上的管接头(4)插入到套管(7)中，其特征在于，一个在一个套管端部(71)上可移动并且可转动到一个止挡机构(2，62)地设置的卡爪环(1)通过轴向移动和嵌合在一个锁紧环(3)上而与在一个管子端部(51)上固定的该锁紧环(3)进行连接。
2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，套管(7)在其套管端部(71)上具有一个张力环(63)，卡爪环(1)可以移动并且可转动地设置在该张力环(1)上。
3.按照权利要求1或者2所述的装置，其特征在于，所述张力环(63)由弹性材料、例如硅树脂制成。
4.按照权利要求1或者2所述的装置，其特征在于，所述张力环(63)由非弹性材料、例如金属制成。
5.按照权利要求1至4中任意一项所述的装置，其特征在于，张力环(63)是开缝的套。
6.按照权利要求1至5中任意一项所述的装置，其特征在于，所述止挡机构是在套管端部(71)处的端侧的轴环(62)。
7.按照权利要求1至6中任意一项所述的装置，其特征在于，在轴环(62)之前可转动和可移动地设置一个隔离环(2)。
8.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，在套管端部(71)上设置一个加强成型件(6)，该成型件与套管(7)固定连接，并且可移动且可转动地设置在卡爪环(1)上。
9.按照权利要求1或者8中任意一项所述的装置，其特征在于，加强成型件(6)具有一个张力环(63)和一个轴环(62)。
10.按照权利要求1、8或者9中任意一项所述的装置，其特征在于，加强成型件(6)在张力环(63)和轴环(62)之间具有一个槽(61)。
11.按照权利要求1、8至10中任意一项所述的装置，其特征在于，隔离环(2)设置在加强成型件(6)的槽(61)中。
12.按照权利要求1至11中任意一项所述的装置，其特征在于，卡爪环(1)具有一个基环(15)，从该基环出发，至少两个具有卡爪紧固面(12)的卡爪(11)通过弹簧接头(13)设置在基环(15)上。
13.按照权利要求12所述的装置，其特征在于，隔离环(2)与基环(15)固定连接。
14.按照权利要求1至13中任意一项所述的装置，其特征在于，所述在管子端部(51)上固定的锁紧环(3)具有锁紧环斜面(31)和锁紧环紧固面(32)。
15.按照权利要求1、2、9至14中任意一项所述的装置，其特征在于，卡爪环(1)在加强成型件(6)的张力环(63)上轴向可移动并且可转动到隔离环和/或轴环(62)处的止挡机构地进行设置。
16.按照权利要求1、2、9至15中任意一项所述的装置，其特征在于，加强成型件(6)由弹性材料制成。
17.按照权利要求1、2、9至16中任意一项所述的装置，其特征在于，加强成型件(6)和套管(7)由相同的弹性的材料制成。
18.按照权利要求1至17中任意一项所述的装置，其特征在于，锁紧环(3)具有释放斜面(33)。
19.按照权利要求1至18中任意一项所述的装置，其特征在于，锁紧环(3)具有至少一个旋转限定部位(34)。
20.按照权利要求1至19中任意一项所述的装置，其特征在于，锁紧环(3)具有一个空隙部位(35)。
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