DE3012936A1 - Vorrichtung zum isolieren eines druckempfindlichen geraets von einer stroemung unter uebertragung des in der stroemung herrschenden drucks - Google Patents

Vorrichtung zum isolieren eines druckempfindlichen geraets von einer stroemung unter uebertragung des in der stroemung herrschenden drucks

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DE3012936A1 DE19803012936 DE3012936A DE3012936A1 DE 3012936 A1 DE3012936 A1 DE 3012936A1 DE 19803012936 DE19803012936 DE 19803012936 DE 3012936 A DE3012936 A DE 3012936A DE 3012936 A1 DE3012936 A1 DE 3012936A1
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Description

PATENTANWÄLTE
dr. V. SCHMIED-KOWARZIK · dr. P. WEINHOLD · München dipl.-inc. G. DANNENBERG ■ dr. D. GUDEL- dipl-ing. S. SCHUBERT· frankiurt
GROSSE ESCHENHEIMER STR. 39 6OOO FRANKFURTAM MAIN 1
TELEFON: (0611) 281134 +■ 5287014 TELEX: 413110
28. März 1980 Da/DÖ
Baxter Travenol Laboratories, Inc. One Baxter Parkway
Deerfield, Illinois 60015
U.S.A.
Vorrichtung zum Isolieren eines druckempfindlichen Geräts von einer Strömung
unter Übertragung des in der Strömung
herrschenden Drucks
030044/0641
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß den Patentansprüchen 1 und 7, deren weitere Ausgestaltungen in den jeweils nachgeordneten Unteransprüchen 2-6 bzw. 8-12 gekennzeichnet sind.
Die Erfindung betrifft eine verbesserte Vorrichtung zum Isolieren eines auf Druck ansprechenden Geräts von in einem extrakorporalen Blutsystem fließendem Blut und zum Übertragen des Blutdrucks auf dieses Gerät.
Bei einem typischen extrakorporalen Blutsystem wie z.B. einer Dialyse oder Oxygenierung wird Blut eines Patienten über ine Gasfalle, durch ein Massenübertragungsgerät hindurch (etwa ein Dialysegerät oder Oxygenator), eine weitere Gasfalle und dann zurück zum Patienten gepumpt. Die Blutdrucke in der Leitung werden allgemein durch ein oder mehrere auf Druck ansprechende Wandler gemessen bzw. überwacht. Die Druckwandler sind von dem in der Leitung strömenden Blut mittels einer Vorrichtung isoliert, die zwischen die Strömungsleitung für das Blut und den druckempfindlichen Wandler eingeschaltet werden kann. Die Isoliervorrichtung muß so arbeiten, daß der Wandler geschützt, eine sterile Sperre gewährleistet und der Blutdruck auf den Wandler übertragen wird.
Eine bekannte Ausführung einer solchen Isolier- und Blutdruckübertragungsvorrichtung ist in der US-PS 4 077 882, ausgegeben am 7. März 1978, offenbart. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Isoliervorrichtung geschaffen, welche der in der genannten US-PS offenbarten hinsichtlich Konstruktion und Arbeitsweise überlegen ist, insofern, als
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ΚΙ
die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung dank kompakteren Aufbaus Vorteile für Lagerhaltung und Versand bietet, aufgrund stärkerer Membranauslenkung mit geringeren Druckverlusten und.genauerer Druckübertragung arbeitet und darüber hinaus ein signifikant größeres Luftvolumen für eine volle Auslenkung der Membran zu verlagern ermöglicht.
Die Vorrichtung nach der Erfindung ermöglicht auch einen einfachen Aufbau und ist leicht herzustellen. Der kompakte Aufbau vereinfacht die Verpackung.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung läßt sich sowohl durch Spritzguß als auch durch Warmverformung herstellen. Ein besonderer Vorteil der Erfindung 1st die relativ genaue Druckübertragung.
Auch ist es ein Ziel der Erfindung, eine Vorrichtung zum Isolieren von Blut und Übertragen des Blutdrucks zu schaffen, bei der ein relativ großes Luftvolumen für eine volle Membranauslenkung verlagert wird, wodurch die Vorrichtung an ein Gerät zum Abtasten des Drucks angeschlossen werden kann, das selbst ein großes inneres Volumen hat oder aber in Verbindung mit einer langen Übertragungsleitung verwendet werden kann, ohne daß darunter die Genauigkeit leidet oder die obere Grenze des anwendbaren Drucks herabgesetzt wird.
Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche sowie der nachstehenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Es zeigen:
Fig. 1 ein Schema eines extrakorporalen Blutsystems, bei welchem eine Vorrichtung nach der Erfindung verwendbar ist;
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3012336 &
Fig. 2 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung; Fig. 3 einen Querschnitt nach der Linie 3-3 der Fig. 2;
Fig. 4 in auseinandergezogener Darstellung die erfindungsgemäße Vorrichtung; und
Fig. 5 einen Querschnitt durch eine Membran, wie sie innerhalb der Vorrichtung nach Fig. 2-4 Verwendung findet.
Zunächst sei auf Fig. 1 Bezug genommen, in der ein Schema eines extrakorporalen Blutsystems gezeigt ist. Bei diesem System ist eine Einlaßleitung 10 für vom Patienten kommendes Blut vorgesehen, das über eine peristaltische Pumpe (Blutpumpe) 12 und eine Gasfalle 14 zum Einlaß 16 eines Dialysegeräts 18 führt. Eine Blutauslaßleitung 20 ist an den Auslaß 22 des Dialysegeräts angeschlossen und führt das Blut über eine weitere Gasfalle 24 und Pumpe 26 zurück zum Patienten. Dialyseflüssigkeit wird dem Dialysegerät 18 über eine Leitung 28 zugeführt und Über eine Leitung 30 wieder abgeführt.
Der Blutdruck wird von einer Blutdruck-Meßvorrichtung bzw. einem Druck-Monitor 32 gemessen, welcher ein druckempfindliches Gerät bzw. einen Druckwandler für jede der beteiligten Blutleitungen enthält. Diese Druckwandler sind gegenüber den Blutleitungen durch Vorrichtungen 34 isoliert, deren jede zwischen den Einlaß einer Gasfalle und einen Druckwandler eingeschaltet ist. Ein oder mehrere Auslässe bzw. Abgaben 36 des Druck-Monitors 32 dienen der Übertragung eines entsprechenden Signals zum Steuern der Blutströmung in der zugehörigen Blutleitung.
Eine Vorrichtung 34 zum Isolieren und Druckübertragen von Blut gemäß der Erfindung ist in Fig. 2-4 dargestellt.
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Gemäß diesen Figuren weist die Vorrichtung 34 eine Druckkammer 38, einen Einlaßteil 40 und einen dazu passenden Auslaßteil 42 auf. Der Einlaßteil 40 ist im wesentlichen becherförmig mit einer oberen Wand 44 und einer von dieser abwärts gerichteten Seitenwand 46, in der eine Vertiefung ein Mundstück 48 als Einlaß bildet, das sich im wesentlichen senkrecht zur Achse a des Einlaßteils erstreckt. Unten am Einlaßteil 40 ist ein umlaufender Rand 50 vorgesehen, der über eine Nut-Feder-Passung mit einem umlaufenden Rand 52 am Auslaßteil 42 verbunden ist.
Der Auslaßteil 42 hat eine Bodenwand 54 und eine aufwärts gerichtete Seitenwand 56 mit einem vertieften Bereich 58, dem benachbart und einstückig ein Mundstück in Gestalt des Patrizenteils 60 eines Lüer-Anschlusses angeformt ist. Das Mundstück 60 bildet den Auslaß der Vorrichtung und erstreckt sich im wesentlichen senkrecht zur Achse a, so daß Einlaß und Auslaß in Gestalt der Mundstücke 48 und 60 bezüglich der Einlaß- und Auslaßteile 40 und 42 der Vorrichtung seitlich angeordnet sind.
Ein flexibler Kunststoffschlauch 62 1st im Einlaß-Mundstück 48 durch Druck und Klebmittel befestigt, und ein flexibler Auslaßschlauch 64 aus Kunststoff ist im Preßsitz über dem Auslaß-Mundstück 60 angebracht. Die Einlaß- und Auelaßteile 40 und 42 sind voneinander durch eine für strömende Medien undurchlässige Membran 66 getrennt, die vorzugsweise aus EVA (Äthylenvinylacetat-Kopolymer) oder PVC (Polyvinyl chlorid) hergestellt ist und für deren geeignete Dimensionierung weiter unten ein Ausführungsbeispiel angegeben 1st.
Die Membran 66 hat einen peripheren Bereich 68, einen mittleren Bereich 70 und einen Zentralbereich 72. Der periphere Bereich 68 ist kreisförmig und weist innerhalb seines Umfangs einen aufwärts gerichteten Flansch 74 auf, der von einer komplementären Nut am Einlaßteil 40 (Fig. 3) aufgenommen wird, während
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ΛΟ
die Unterseite 76 des peripheren Bereichs 68 dem umlaufenden Rand52 des Auslaßteils 42 auflagert. Die Membran 66 ist einstückig, etwa durch Spritzguß oder Warmverformung hergestellt. Nach Fertigstellung wird die Membran 66 sandwichartig zwischen Einlaß- und Auslaßteil 40, 42 eingesetzt.
Der mittlere Bereich 70 erstreckt sich vom peripheren Bereich 68 zunächst in Richtung gegen die obere Wand 44 und macht dann bei 80 eine Wendung zu einem gebogenen Teil 82, der an den Umfang 84 des Zentralbereichs 72 anschließt. Wie insbesondere aus den Schnittzeichnungen Fig. 3 und 5 der Membran 66 ersichtlich ist, hat der mittlere Bereich 70 einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt, wobei die eine Seite 86 des U an den peripheren Bereich 68 angrenzt, während die andere Seite 82 in den Zentralbereich 72 übergeht und der Scheitel 80 des U-Profils in einer Ebene liegt, die sich zwischen dem peripheren Bereich 68 und der oberen Wand 44 erstreckt.
Vorzugsweise ist der Zentralbereich 72 wenigstens dreimal dicker als der angrenzende U-Schenkel 82 bzw. der mittlere Bereich 70, um eine verbesserte Verlagerung bzw. Verformung der Membran zu ergeben. Die nachstehend aufgeführten Dimensionen sind nur beispielsweise gegeben, ohne Beschränkung der Erfindung auf diese Angaben, die sich Jedoch als geeignet für eine gute Arbeit der Membran 66 erwiesen haben:
Bezugsbiichstaben 030044/064 Dimension
(FiK. 5) (mm)
a 78.5
b 75.5
C 71.5
d 2.3 Radius
e 0.5
f 2.0 Radius
g 8.5
h 8.5
i 1.5
6 3.0 Radius
k 1.0
1 40
m 1 56
η 73.5
O 2.0
Die Erfindung schafft also eine Vorrichtung zum Isolieren und Druckübertragen, die im Aufbau einfach und auch leicht herzustellen ist. Die Membran kann durch Spritzguß, Blasverformung, Preßguß oder Warmverformung hergestellt werden.
Eine Vorrichtung nach der Erfindung hat eine relativ flache Gestalt, wodurch das Stapeln, Verpacken und dergleichen vereinfacht wird. Infolge des Aufbaus der Membran in Beziehung zu der Druckkammer besteht ein vergleichsweise großes Verdrängungsvolumen, welches wiederum die Verwendung einer längeren Leitung zwischen der erfindungsgemäßen Vorrichtung und dem druckempfindlichen Gerät ermöglicht.
Das Oberteil 44, 46, 50 der Vorrichtung bildet einen abdichtenden Deckel mit beachtlicher Ausdehnung des der Verbindung mit anderen Teilen dienenden Bereichs, wodurch Leckrisiken vermindert werden. Im Fall· von durch ein Lösungsmittel lösbaren Materialien kann eine zusätzliche Sicherheit dadurch erreicht werden, daß der Abdichtbereich auf beiden Seiten mit Lösungsmitteln bepinselt wird.
Beim Arbeiten der Membran bei geringstem Druck (z.B. 0 - 50 mm Quecksilber) verformt sich der Zentralbereich 72 nur geringfügig. Bei höheren Drucken rollt sich der mittlere Bereich 70 auf, während der Zentralbereich 72 unbeeinflußt bleibt. Dies ermöglicht es, eine Abweichung von annähernd 2 mm Quecksilber bei einem Druck von 550 mm Quecksilber für eine vollständige Verlagerung bzw, Verformung der Membran um etwa 17 mm zu erreichen.
Zusammenfassend kann gesagt werden, daß die Erfindung eine Vorrichtung zum Schiatz eines druckempfindlichen Wandlers in einem extrakorporalen Blutsystem und als sterile Sperre schafft, während zugleich der Blutdruck auf den druckempfindlichen Wandler übertragen wird. Die Vorrichtung weist eine Druckkammer mit seitlichem Einlaß und Auslaß auf, um das
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Verpacken zu erleichtern und hat eine quer durch die Druckkammer sich erstreckende Membran, die von der Kammer umgeben ist und die Einlaßseite der Kammer von deren Auslaßseite trennt. Die Membran hat einen im wesentlichen ebenen, kreisförmigen Zentralbereich, der sich in einer Ebene zwischen dem äußeren peripheren Bereich der Membran und der Auslaßseite der Kammer befindet. Die Membran hat zwischen dem Zentralbereich und dem äußeren peripheren Bereich an diese beiden Bereiche anschließend einen mittleren Bereich mit einem im wesentlichen U-förmigen Querschnitt. Der Zentralbereich weist wesentlich größere Stärke als der mittlere Bereich auf, was für die überlegene Arbeitsweise der Membran wesentlich ist.
Q30044/0641
Leerseite

Claims (12)

  1. 30Ί2936
    Ansprüche
    Vorrichtung zum Isolieren eines druckempfindlichen Geräts von in einem extrakorporalen System strömendem Blut und zum Übertragen des Blutdrucks auf das druckempfindliche Gerät, wobei die Vorrichtung eine Druckkammer mit einem Einlaß und Auslaß für den Anschluß an das druckempfindliche Gerät aufweist mit einer quer durch die Kammer sich erstreckenden Membran, welche die Einlaßseite von der Auslaßseite trennt und die für die Strömung undurchlässig und mit ihrem peripheren Bereich an das die Kammer umgebende Gehäuse angeschlossen ist,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (66) einen im wesentlichen ebenen, kreisförmigen Zentralbereich (72) aufweist, der in einer Ebene zwischen dem peripheren Bereich (68) und der Auslaßseite (42) liegt, sowie einen an den Zentralbereich und den peripheren Bereich angrenzenden zwischen diesen beiden befindlichen mittleren Bereich (70), der sich vom peripheren Bereich (68) aus in Richtung zur Einlaßseite (40) erstreckt und dann mit einer Wendung einen gebogenen, an den Umfang des Zentralbereichs (72) angrenzenden gebogenen Teil bildet, wobei der mittlere Bereich (70) einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweist, dessen einer U-Schenkel an den peripheren Bereich (68) anschließt, während der andere U-Schenkel an den Zentralbereich (72) anschließt, und wobei der Scheitel (80) des U in einer Ebene zwischen dem peripheren Bereich (68) und der Einlaßseite (40) liegt.
    030044/0641
    ORIGINAL INSPECTED
    3012336
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Zentralbereich (72) eine wesentlich größere Dicke al3 die des mittleren Bereichs (70) aufweist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Zentralbereich (72) wenigstens die dreifache Dicke des mittleren Bereichs (70) aufweist.
  4. 4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
    daß der Einlaß ein Mundstück (48) aufweist, das sich im wesentlichen senkrecht zur Achse (a) der Druckkammer (38) erstreckt.
  5. 5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
    daß der Auslaß ein Mundstück (60) aufweist, das sich im wesentlichen senkrecht zur Achse (a) der Druckkammer (38) erstreckt.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5»
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Auslaß-Mundstück (60) den Patrizenteil eines Lüer-Anschlusses aufweist.
  7. 7. Vorrichtung zum Isolieren eines Druckwerte abtastenden Geräts von in einem extrakorporalen Blutsystem fließendem Blut und zum Übertragen des Blutdrucks auf dieses Gerät mit einer'Einlaß und Auslaß zum Anschluß an das Gerät aufweisenden Druckkammer und einer quer darin
    . angeordneten Membran, welche die Einlaßseite von der
    03004 4/0641
    Auslaßseite der Kammer trennt, undurchlässig für die Strömung ist und mit ihrem peripheren Bereich an das die Kammer umgebende Gehäuse angeschlossen 1st, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßseite (40) ein Mundstück (48) aufweist, welches sich im wesentlichen senkrecht zur Achse (a) der Druckkammer (38) erstreckt und daß die Auslaßseite ein Mundstück (60) aufweist, welches sich im wesentlichen senkrecht zur Achse (a) der Druckkammer erstreckt; daß die Membran (66) einen im wesentlichen ebenen, !Teigförmigen Zentralbereich (72) in einer Ebene zwischen dem äußeren peripheren Bereich (68) und der Auslaßseite (42) aufweist sowie einen an den Zentralbereich (72) und den peripheren Bereich (68) angrenzenden mittleren Bereich (70) der im wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweist, wobei die eine Seite des U an den äußeren peripheren Bereich (68) und die andere Seite an den Zentralbereich (72) anschließt und der Scheitel (80) des U-Profils in einer Ebene zwischen dem peripheren Bereich (68) und der Einlaßseite (40) liegt; und daß der Zentralbereich (72) eine wesentlich größere Dicke als diejenige des mittleren Bereichs (70) aufweist.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Zentralbereich (72) mindestens die dreifache Dicke des mittleren Bereichs (70) aufweist.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet,
    daß das Auslaß-Mundstück (60) den Patrizenteil eines Lüer-Anschlusses (58) aufweist.
  10. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7-9, dadurch gekennzeichnet, daß der periphere Bereich (68) einen ringförmigen Plansch
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    (74) aufweist, der in einer ringförmigen Nut in der Wandung der Druckkammer (38) aufgenommen ist.
  11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der ringförmige Flansch (74) im Abstand von der Peripherie des peripheren Bereichs (68) liegt.
  12. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7-11» dadurch gekennzeichnet,
    daß die Druckkammer (38) zwei im wesentlichen zylindrische, zu einander passende Teile (40, 42) aufweist, deren einer (40) eine ringförmige Nut bildet, in welcher ein ringförmiger Flansch (74) des peripheren Bereichs (68) der Membran (66) aufgenommen ist.
    Patentanwalt
    Dannenberg
    030044/0641
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