JP2023501056A - 揺変性の液体を保護しながら吸引するための吸引ヘッド - Google Patents

Abstract

有機成分を含む液体を吸引するための吸引ヘッド（２）は、吸引ヘッド（２）の主チャネル（４）を定義する内表面（３）を備え、主チャネル（４）が吸引ヘッド（２）の主軸（１）に沿って吸引ヘッド（２）の吸引接続部（７）に向かって延び、少なくとも２つの吸引ヘッド（２）に入って内表面（３）を通り、主チャネル（４）に合流する吸引孔（６）を有し、吸引ヘッド（２）の流れ案内装置が、負圧によって吸引接続部（７）内に生じ、吸引孔（６）を通って入る液体の流れに、主チャネル（４）によって主軸（１）周りの回転成分を付与するように形成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、有機成分を含む液体を吸引するための吸引ヘッドに関する。本発明は特に、吸引ヘッドの主チャネルを定義する内表面を有し、主チャネルは吸引ヘッドの主軸に沿って吸引ヘッドの吸引接続部に向かって延び、吸引ヘッド内に入り内表面を通って主チャネルに合流する吸引孔を有している、有機成分を含む液体を吸引するための吸引ヘッドに関する。

有機成分を含む吸引すべき液体は、特に血液などの生体液であってよいが、他の体液、又は生物学的要素又は有機成分を含んだ他の液体でもよい。ここで生物学的要素には、例えば生体細胞だけでなく、核酸鎖や卵白のような大きな有機分子及び複合体も含まれる。有機成分は、吸引すべき液体に溶解していても、又は懸濁していてもよい。

手術野から血液を吸引して手術を受けている患者に戻す場合、さまざまな問題が発生する。これには、血液と気泡状外気との混合、せん断力及び患者の隣接組織での吸引のために使用される吸引ヘッドの固定吸引による、特に赤血球、白血球及び血小板を含む血液成分の損傷が含まれる。血液に混ざった外気は、空気塞栓を防ぐため、血液を患者に戻すことが許されるよう再度除去する必要がある。せん断力によって損傷した血液が患者に戻されると、特に腎不全、肺障害、血栓症、創傷治癒障害、全身性炎症反応などの計算不能の傷害がもたらされ得る。吸引ヘッドを組織に固定して吸引すると、その組織が損傷する危険が生じる。断続的に固定して吸引する吸引ヘッドの場合、吸引された血液に非常に大きなせん断力が発生し得るが、持続的に固定して吸引する吸引ヘッドでは機能不全になり得る。

他の複合的な有機成分を含む液体の場合も、例えば特に所望されない活性化、誤った活性化、分子構造変化、例えばフォールディング、変性、崩壊などの、しかるべき問題が生じる。

特許文献１では、手術野から血液を吸引する吸引装置が公知である。この装置は、その遠位末端に前面吸引開口部を、側方に複数の吸引開口部を配置された吸引ヘッドと、吸引ヘッドと接続されたポンプとを有している。ポンプは吸引負圧を生成し、制御装置を使って吸引開口部に作用する吸引力を調整する。制御装置は、吸引ヘッドの作動時に生成される音波及び他の振動を感知する音波センサーと接続されている。制御装置が音波センサーによって、吸引開口部にすするような吸引音の特徴的な音波パターンを検出すると、制御装置は吸引開口部の吸引力を低減する。なぜなら、すするような吸引音は、不都合な吸引条件を示しており、血液成分の損傷につながる危険を伴っているからである。さらに、制御装置は固定吸引センサーと接続されており、固定吸引センサーが吸引ヘッドの固定吸引を検出すると、同じく吸引開口部の吸引力を低減する。

特許文献２では、吸引ヘッドを備えた手術野からの血液吸引装置が公知である。吸引ヘッドは、複数の開口部を持つ中空の本体を有し、周囲と中空本体の内部空間との間の流体連結を可能にする。吸引ヘッドはさらに、中空本体から突き出て、吸引管と接続している円筒形の突起を有している。本体はカプセル形状で、端部は面取りされている。本体の開口部の１つはその遠位末端に備えられ、別の開口部はその周囲に備えられている。

特許文献３では、手術手順中に体腔から物質を除去するための吸引装置を備えた医療用吸引システムが公知である。このシステムは、接続断面積の大きい真空源、例えば真空コレクター接続部と、接続可能である。このシステムは、交換可能なさまざまな吸引ヘッドを有している。そのうちの１つの吸引ヘッドは、手術手順中に組織損傷を低減するための非外傷性形状を有している。非外傷性形状は、実質的に面取りされた表面を有し、及びこの吸引ヘッドは吸引コンポーネントとして、先丸先端とも呼ばれる。この吸引ヘッドは複数の遠位先端吸入口と複数の側方吸入口があり、これらは一緒に目の細かいふるい状の吸引フィールドを形成している。

特許文献４には、詰まりを低減し隣接する組織の外傷を最小限に抑えながら、手術残滓を除去するためのパーフォレーション付き吸引ヘッドを備えた外科用吸引装置が記載されている。この吸引開口部は、手術残滓が他の吸引開口部に引っかかって動かない場合に、塞がっていない吸引開口部がバキューム・モジュレータとして作用し、詰まりを除去しやすくするよう、吸引ヘッドに配置されている。さらに、全ての吸引開口部が塞がって、組織を吸引して損傷する確率が低減される。具体的には、塊茎状の吸引ヘッドの前面側にも裏面側にも吸引孔を有し、これらの吸引孔が塊茎状の吸引ヘッドの中心部へ伸びている。

特許文献５では、外科用洗浄装置のための吸引ヘッドが公知である。この吸引ヘッドは、手術部位との連結のための遠位末端範囲を備えた外管と、外管内を通り、手術部位との連結のための開放された遠位末端を有する内管とを備えている。この吸引ヘッドは、吸引中に、傷つきやすい臓器付近で乱流を最小限に抑えるよう形成されている。乱流を最小限に抑える外管の遠位末端範囲は、凸状の丸みをつけた端部を有し、外管の壁を貫通して吸引流孔がその中空内部に円周方向及び軸方向に間隔をあけて設けられている。この吸引流孔は軸方向に伸び、円周方向に間隔をあけて列状に配置され、各列は丸みをつけた端部にある前方向きの孔と、半径方向に伸びる６つの孔を含んでいる。

特許文献６では、体液、特に血液を吸引すると同時に抗凝血薬を混合する、吸引及び混合装置が公知である。この装置は、真空源に接続された吸引管の隣に抗凝血薬用供給管を備えている。両管の共通の遠位末端の上に吸引ヘッドが配置されており、その内部空間には両管に隣接して複数の体液用吸引孔が開口している。

特許文献７では物質流分離システムが公知であり、このシステムでは外科用器具からの物質流は、シリンダジャケット形状の空洞内に接線方向に導かれる。そのシリンダ軸に対して、空洞は垂直に配向されている。環状空間の上端で吸引が行われ、下端で流れから分離された物質が排出される。

特許文献８では、血液からガスを分離する装置、特に患者の創部から吸引した血液流中のガスを分離する装置が公知である。非回転式遠心分離チャンバは、チャンバ上端の血液入口からチャンバ下端の血液出口まで、漏斗状に狭くなっていく形状を有している。血液出口には吸引装置が接続されており、遠心分離チャンバ内を垂直の回転軸周りに回転する血液流が生じる。血液入口の流れ方向は、回転軸に対して実質的に接線方向であり、同時に血液の流れ方向に対して斜めに遠心分離チャンバ内の上から下へ向けられ、回転軸に対して上向きに開いた角度が９０度未満である。

血液はいわゆるニュートン流体ではなく揺変性の液体であり、その粘性はせん断力や流速が高くなると低下することが公知である。

国際公開第２０１２／０９２９４８号 米国特許出願公開第２０１４／０２７６４８６号明細書 米国特許第７９５５３１８号明細書 国際公開第８８／００４８１号 米国特許第５８２７２１８号明細書 米国特許第５１６３９２６号明細書 米国特許出願公開第２０１７／０２２４８８７号明細書 独国特許出願公開第１９６５０４０７号明細書

本発明の課題は、有機成分を含む液体、特に手術野からの血液の、冒頭に挙げた吸引時の問題を最小化する吸引ヘッドを提示することである。

本発明の課題は、独立請求項１の特徴を有する吸引ヘッドによって解決される。従属請求項２～１５は、本発明による吸引ヘッドの好ましい実施形態に関する。

有機成分を含む液体を吸引するための本発明による吸引ヘッドは、吸引ヘッドの主チャンネルを定義する内表面を有し、主チャネルは吸引ヘッドの主軸に沿って吸引ヘッドの吸引接続部に向かって伸び、及び吸引ヘッド内に入り内表面を通って主チャネルに合流する吸引孔を有しており、吸引ヘッドの流れ案内装置は、負圧によって吸引接続部内に生じ、吸引孔を通って入る液体の流れに、流れ案内装置が主チャネルによって主軸の周りを回る回転成分を付与するように形成されている。すなわち、流れ案内装置は、液体の流れを吸引ヘッドの主軸に沿って主チャネルを通すだけでなく、この主軸の周囲も通過させる。吸引ヘッドの主軸に沿った液体の速度が変わらないと仮定すると、回転成分が加わるということは、流れの絶対速度が大きくなることを意味する。有機成分を含む液体の揺変性という特性では、有利に液体の粘度を低下させる結果となる。液体の粘性抗力が粘度によって減少することは、流動抵抗が小さくなるだけでなく、液体から気泡をより迅速に排除できることを意味する。主軸周りの液体の流れの回転成分とそれに伴う遠心力は、吸引孔から液体と共に主チャネルに吸い込まれた空気は主軸の領域に集中してそこから排出され得、他方で液体は主チャネルを囲む内表面に集まり、そこから空気とは別に吸引され得るほどに大きくなる。さらに、螺線路上で本発明による吸引ヘッドを通って流れる液体は、液体の有機成分の圧力飛躍及び／又は大きなせん断力を引き起こし、その結果有機成分が損傷し得る危険性とつながるいかなる不連続性も、特に良好に回避され得る。

本願で言及される負圧とは、吸引ヘッド周囲の圧力より低い圧力を指している。

具体的には、主チャネルを通る液体の流れが移動する距離は、主軸周りの回転成分が理由で、主軸に沿った主チャネルの長さよりも少なくとも５０％又は１００％長くなり得る。しかしながら、主チャネルを通る流れの経路は、主軸に沿った最小経路の２倍より格段に長く、及び具体的には、例えば少なくとも３倍、５倍又はさらに１０倍に延長され得る。上方へは、主チャネルを通る液体の流れが移動する距離の延長は、引き続き存在する流れ成分により、本発明による吸引ヘッドの主軸に沿って自然な上限が設定される。このように、主チャネルを通る液体の流れが移動する距離は、主軸周りの回転成分が理由で、主軸に沿った主チャネルの長さよりも５００倍以上となることはほとんどあり得ない。たいていの場合、１００倍以下となる。

主軸周りの流れの回転成分は、さまざまな処置によって引き起こされ得る。こうして流れ案内装置は以下の特徴の１つ又は複数を含み得る。

吸引孔の主チャネルへの合流点は、主軸周りの円弧に対して接線方向の方向成分を有し得る。合流点は主軸周りの円弧に対して正確に接線方向に伸びるか、又は接線方向の方向成分とは別に、主軸に沿って、特に吸引接続部に向かって軸方向の方向成分を有し得る。

主チャネルからの吸引接続部の分岐は、主軸周りの円弧に対して接線方向の方向成分を有し得る。この接線方向の方向成分も、吸引接続部の分岐が唯一の方向成分であり得るか、又は軸方向の方向成分と組み合わせ得る。

補助液体用噴射ノズルの主チャネルへの合流点は、主軸周りの円弧に対して接線方向の方向成分を有し得る。吸引する液体が血液の場合、補助液体は例えばヘバリン溶液、又は血液の凝固を防止するか又はその流動特性を改善する他の液体であり得る。補助液体用噴射ノズルの合流点にも、接線方向の方向成分のみを有し得るか、又は追加的に軸方向の方向成分も有し得ることが適用される。補助液体の自動ドージングは、噴射ノズル合流点における主チャネル内の負圧により生じさせ得る。

主チャネルを囲む内表面には、螺旋状の流れ案内要素が配置され得る。これらの案内要素は半径方向内側に突出した形で及び螺旋状に主軸周りを取り巻くリブを有し得る。内表面にはさらに、ロータス効果を有していてよく、その結果、主軸の周りの螺線路に沿った内表面上の液体の流れ抵抗が、主軸に平行な場合よりも小さくなる。上述の受動的な手段に加えて、この流れ案内装置は、例えば内表面の一部を形成し、主軸の周りに往復回転駆動される加速体などの能動的な手段も有し得る。このような加速体は、異なった回転速度で、二通りの回転方向で主軸周りを回転駆動される場合、及び／又は例えば表面がうろこ状の構造である場合、主軸周りに流れの回転成分を呼び起こす。別の能動的な手段は、主チャネル内に配置された、主軸周りに連続的に回転駆動される加速体である。このような加速体は、滑らかな表面を有し得る。

主チャネルを通る液体の流れが追加的に移動する距離は、主軸周りの回転成分が理由で、主軸に沿った主チャネルの長さと比較して、吸引接続部に向かって増加し得る。このような増加は、主軸の周りの流れの勾配を小さくすること、及び／又は主軸周りの螺線路の直径を大きくすることで達成され得る。本発明による吸引ヘッドの別の実施形態では、主チャネルを通る液体の流れが追加的に移動する距離は、主軸周りの回転成分が理由で、吸引接続部に向かって主軸に沿った主チャネルの長さに比べて減少する。このことは、主軸周りの螺線路傾斜を大きくしていくこと及び／又は直径を小さくしていくことで達成できる。

吸引ヘッドの自由流れ断面積は、液体の流れに沿って吸引接続部へ向かって通常は減少し、その結果として流速が増加する。その際に吸引ヘッドの自由流れ断面積の減少は、液体を吸引孔内で漸次主チャネルへ向けて加速するためにラッパ形に形成され得る吸引孔に限定されてよい。流れに沿った自由流れ断面積の減少は、主チャネルに入っても継続し得る。ただし、吸引された液体の流速を調整するために、自由流れ断面積は変わらないか又は再び増加し得る。いずれの場合も、好ましくは自由流れ断面積が連続的に推移し、すなわち飛躍的に変化しない。好ましくは自由流れ断面積の変化も、連続的に推移し、すなわち自由流れ断面積の変化が流路の後で飛躍しない。

具体的には、吸引孔は、それぞれ、吸引ヘッドの外表面から内表面に向かって減少する自由断面積を有し得る。吸引孔の自由断面積は、外表面から内表面までそれぞれ少なくとも５０％、すなわち半分に減少し得る。この減少は、少なくとも６７％、すなわち約３分の１、又は少なくとも７５％、すなわち４分の１となり得る。上方へは、吸引孔の自由断面積の減少は、外表面から内表面まで、必然的に残る自由断面積によって自然な上限が設定される。吸引孔の自由断面積の減少は、外表面から内表面まで、９５％以上になることはほとんどあり得ない。大抵は９０％以上にならない。

吸引孔では、好ましくは、吸引接続部に近い吸引ヘッドに入る吸引孔が、吸引接続部から遠い吸引ヘッドに入る吸引孔よりも主チャネルまでの液体の流れ抵抗が大きい。本発明による吸引ヘッドが吸引すべき液体の液だまりに浸されると、吸引ヘッドの遠位末端のみが、それゆえに吸引接続部から遠く離れて、吸引ヘッドに入る吸引孔のみが完全に液体に浸される一方で、吸引接続部に近いところで吸引ヘッドに入る吸引孔は露出していることがしばしば起こる。露出している吸引孔に空気が吸引されることによる、吸引ヘッドの遠位末端にある吸引孔の少なくとも完全な短絡を防止するため、吸引孔の流れ抵抗は、吸引ヘッドへの進入場所から吸引ヘッドの遠位末端に向かって減少するか、又は吸引接続部に対して好ましくは増加する。具体的には、吸引孔のうち、吸引接続部に最も近い吸引ヘッドに入るものは、吸引接続部から最も遠い吸引ヘッドに入るものと比較して、流れ抵抗少なくとも５０％増加し得る。好ましくは流れ抵抗は少なくとも１００％、すなわち少なくとも２倍、さらには少なくとも２００％、すなわち３倍に増加する。上方へは、流れ抵抗の増加は、考察される吸引孔の必然的に残る機能によって自然な上限が設定される。したがって、流れ抵抗を１０倍超にすることはほとんど無意味である。ほとんどの場合５倍以下になる。

本発明による吸引ヘッドでは、内表面に少なくとも部分的に及び／又は吸引孔に、液体のオーバーフロー抵抗を引き下げる滑りコーティングが施されていてよい。滑りコーティングに適切な材料は当業者に既知である。滑りコーティングは表面を形成し、液体の境界層は界面張力が高いために付着せず滑り落ちる。これにより、液体が吸引孔又は主チャネルを貫流する際の、抑えるべき流れ抵抗が、大幅に低減される。

本発明による吸引ヘッドは、吸引孔及び内表面に囲まれた主チャネルにも、例えば機械加工又は成形による製造プロセスでは必ずしも製造できるとは限らない形状を与え得るよう、３Ｄプリントモールティングを含んでいてよい。３Ｄプリントで達成できる表面品質は、本発明による吸引ヘッドの表面品質には遠く及ばない。しかしこれは３Ｄプリントモールティングの表面に連続した滑らかなコーティングを施すことで補整できる。このようなコーティングは、例えばモールティングを適切なコーティング材料に浸すことで及び／又は適切なコーティング材料をモールティングに吸い込ませることで形成され得る。

本発明による吸引ヘッドの特別な一実施形態では、吸引接続部は、主軸上で主チャネルに続いている内側の部分接続部と、主軸と間隔を空けて内表面を通って主チャネルに合流する外側の部分接続部とを備えている。主チャネルが吸引すべき液体で完全に満たされていない場合、液体と共に吸引ヘッドに吸い込まれた空気は主軸の範囲に集まる一方で、螺線路に案内された液体は、主チャネルを囲む内表面を流れる。このように、内側の部分接続部を介して空気が選択的に排出され得、及び外側の部分接続部を介して液体が選択的に吸引され得る。その際、両方の部分接続部の間で切り替える切替装置は、吸引ヘッドが空気を吸引すると、主軸上の主チャネルに接続されている内側の部分接続部が開き、主軸から間隔を空けた内表面を通って主チャネルに通じている外側の部分接続部が閉じるように形成されている。

吸引接続部と向かい合っている端部において、本発明による吸引ヘッドの主チャネルは、第一に主チャネルの軸方向の貫流の形成を阻止するために通常少なくとも３分の１又は半分閉じている。主チャネルは、この目的を達するために、吸引接続部と向かい合っている端部を少なくとも３分の２又は４分の３又は完全に閉じ得る。主チャネルが吸引接続部と向かい合っている側の端部で完全に閉じられていない限り、個々の吸引孔は主チャネル端面において、内表面を通って主チャネルに通じており、その際この吸引孔は、好ましくは吸引された液体をすでにそれぞれ１つの螺線路で主チャネルに導き、及び相応に螺線部分形状に形成されている。たとえ軸方向の吸引孔が主軸上で主チャネルに合流していても、流れ案内装置は吸引された液体の流れに、好ましくは吸引孔を通って貫流する際に、すでに本発明による回転成分を付与している。

本発明による吸引ヘッドは、有利には吸引装置の一部として使用され得、特許文献１で公知であるように、その吸引力が音波センサーの信号に基づいて制御される。従って、本発明による吸引ヘッドはこのような音波センサーも有していてよい。

本発明の有利な発展形態は、請求項、明細書及び図面から明らかになる。本明細書に挙げられた特徴及び複数の特徴の組み合わせの利点は、単に例示的なものであり、その利点が必ずしも本発明による実施形態によって達成される必要はなく、別法として又は累積的に実施され得る。これにより、添付している請求項の対象物を変更するものではないが、原出願書類及び特許の開示内容については以下の通りである。さらなる特徴は、図面、特に示された形状寸法及び複数の構成要素相互の相対的な寸法、及びその相対的配置及び作用接続から読み取ることができる。本発明の異なる実施形態の特徴又は異なる請求項の特徴の組み合わせは、同様に、請求項の選択された背後関係から逸脱してもよく、これにより提示される。このことは、別の図面に示され及びその説明で挙げられているような特徴にも適用される。この特徴は、異なる請求項の特徴と組み合わせることも可能である。同様に、請求項に記載された特徴は、本発明のさらなる実施形態において省略され得る。

請求項及び明細書に記載された特徴は、副詞「少なくとも」の明示的な使用がなくとも、その数に関して、正確にこの数又は記載された数より大きい数が存在すると解釈するものとする。したがって、例えば補助液体の噴射ノズルが言及される場合、正確に１つの噴射ノズル、２つの噴射ノズル又はそれ以上の噴射ノズルが存在すると解釈するものとする。請求項に記載された特徴は、他の特徴によって補足され得、又はそれぞれの装置が持つ唯一の特徴であり得る。
請求項に含まれる符号は、請求項によって保護される対象物の範囲を限定するものではない。符号は請求項を理解しやすくする目的のためにのみ使用される。

以下では、図に示された好ましい実施形態によって、本発明をさらに説明し記述している。

本発明による吸引ヘッドの主軸に沿った縦断面図である。 本発明による吸引ヘッドの別の一実施形態の詳細の、主軸に垂直な模式断面図である。 本発明による吸引ヘッドの別の一実施形態の詳細の、主軸に垂直な模式断面図である。 本発明による吸引ヘッドの別の一実施形態の詳細の、主軸に垂直な模式断面図である。 本発明による吸引ヘッドの別の一実施形態の詳細の、主軸に垂直な模式断面図である。 本発明による吸引ヘッドの別の一実施形態の、吸引接続部の特殊な二分割構造の、主軸に沿った縦断面図及び主軸に対して横方向の横断面である。 本発明による吸引ヘッドの別の一実施形態の、吸引接続部の特殊な二分割構造の、主軸に沿った縦断面図及び主軸に対して横方向の横断面である。

図１に主軸１に沿った断面図で示された吸引ヘッド２は、主軸１に沿って延びる主チャネル４を限定する内表面３を有している。吸引ヘッド２の遠位末端５では主チャネル４が閉じている。主チャネル４には複数の吸引孔６が合流している。吸引接続部７は、吸引ヘッド２の近位末端８で主チャネル４に接続している。吸引接続部７は、吸引ヘッド２の分離装置を介して真空源と接続するために使用され、分離装置は吸引ヘッド２によって吸引された、有機成分を含む液体を分離するために使用される。

吸引孔６は吸引ヘッド２の外側寸法に定義される外表面９を通って吸引ヘッド２に入る。外表面９から内表面３へ、吸引孔６の自由断面積は減少する。加えて、吸引孔６の自由断面積は遠位末端５に対するその距離に基づいて減少する。つまり、吸引接続部７の一番近いところにある吸引孔６は、自由断面積が一番小さい。さらに、この吸引孔６は、遠位末端５に近い吸引孔６より長い。なぜなら吸引ヘッド２のモールディング１０は、吸引孔６を貫通して主チャネル４まで延び、円錐台形の外側寸法を有しているからである。このようにして、遠位末端５付近の吸引孔６だけが吸引するべき液体内に浸された場合、この吸引孔６が他の、空気を吸引する吸引孔６と短絡されることが阻止される。

モールディング１０は例えば３Ｄプリントによって形成され得る。モールディング１０の表面は、内表面３と外表面９を形成し且つ吸引孔６を被覆する、連続した滑らかなコーティング１１を備えている。コーティング１１は特に、吸引するべき液体のオーバーフロー抵抗を著しく引き下げる滑りコーティングとして形成され得る。

図１による吸引ヘッド２の特徴として、吸引接続部７内の負圧によって引き起こされる吸引孔６を通って主チャネル４に入る液体の流れに、主軸１周りの回転成分を主チャネル４内で付与する流れ案内装置が設けられている。すなわち、主チャネル４を通る流れは、主チャネル４を通る主軸１の周りの螺線路をたどる。液体のほかに空気も吸引孔６を通って主チャネル４に吸引される場合、この流れの回転成分は、吸引された液体が主チャネル４内で内表面３にも当たり且つ内表面を覆うほど、大きい。これにより、この空気が吸引された液体に混入することが防止される。

図１による実施形態における吸引ヘッド２の流れ案内装置の構成要素は、直接側面から主軸１に向かうのではなく主軸に対してオフセットしている吸引孔６の流路、内表面３の螺線形の流れ案内要素１２、及び主軸１に対してオフセットされた吸引接続部７の側方分岐である。

図１による吸引ヘッド２は、モールディング１０の他に、これに接続された管部１３を備えており、この管部は図示よりも短いか又は長くてよく、及びモールディング１０と一体的に形成され得る。しかし、吸引ヘッド２がマルチピース構造であると、使用後の洗浄及び滅菌を容易にし得る。

図２に示された吸引ヘッド２の別の一実施形態の、主軸１に対して垂直な断面図では、外表面９から内表面３へ向かって減少する空の断面積を有し、主軸１周りの円弧に接するように内表面３を通って主チャネル４に合流する４つの吸引孔６が示されている。これにより主チャネル４に吸引された液体はすでに吸引孔６内で主軸１周りの回転運動を与えられ、その結果液体が主チャネル４内を主軸１に沿って上述の螺線路に沿って移動する。

図３による吸引ヘッド２のさらなる一実施形態の模式的略断面では、補助液体１５用の噴射ノズル１４が示されており、この補助液体は例えば、吸引された液体が血液である場合、液状の抗凝血薬である。噴射ノズル１４は、内表面３が描く主軸１周りの円弧の接線方向に、主チャネル４へ合流する。ポンプ２５を使って噴射ノズル１４によって主チャネル４内に注入された補助液体１５は、内表面３により別の方向へ導かれ、その結果螺線路に沿って主軸１周りを主チャネル４を通って移動し、及び主チャネル４内に吸引された液体はこの螺線路に沿って一緒に移動する。

本発明による吸引ヘッド２における流れ案内装置のさらなる能動的な措置は、図４に描かれている。ここでは、リング状の加速体１６がモールディング１０内に配置されている。加速体１６は、少なくとも部分的に主チャネル４を限定する内表面３を形成している。内表面３には主軸１周りに円周方向に設けられた鱗片１７が備えられている。具体的には、吸引された液体にロータス効果が作用するように、この鱗片が形成されている。ここで加速体６を、左右矢印１８で示されるように回転軸１周りに往復運動させ、その際特にその運動を、吸引された液体の所望の回転成分の方向へ、その回転成分に対してより遅くすることができると、吸引された液体は加速体１６から所望の回転成分の方向に加速される。

図５に示された本発明による吸引ヘッド２の実施形態も、主軸１の周りを回転駆動される加速体１９を有している。しかし、この加速体１９は、主チャネル４内で連続的に回転矢印２６方向に回転する。主チャネル４の自由断面積の残りは、内表面３と加速体１９の間でリング状である。すなわち、主チャネル４は加速体１９の周囲のリング状チャネルである。このリング状チャネル内では、吸引された液体の流れに、回転する加速体１９によって回転矢印２６方向の回転成分が付与される。この加速体１９が螺旋状の表面構造を与えられると、加速体は吸引された液体が主軸１方向に運ばれるようにも機能する、すなわち、吸引接続部へ向かう流れを支援するか、又はさらにこの流れを吸引タービンの要領で独自に引き起こす。さらに、図５は、吸引孔６の螺線形の経路を示し、さらにこの吸引孔は外表面９から内表面３に向かって自由断面積が減少している。このような経路は、鋳造法又は切削加工で製造するのは困難である。しかしながら、吸引孔６がその中を通っているモールディング１０は、３Ｄプリントで製造可能であり、後で滑らかなコーティング１１を施すことで表面品質の改善が可能である。

図６及び図７は、本発明による吸引ヘッド２の遠位末端８で、吸引接続部７の２つの独立した部分接続部２０及び２１を使用して、２つの独立した真空源２２及び２３に案内し、一方では吸引された液体と共に吸引された空気を、及び他方では吸引された液体を、分離して排出する手段を説明している。真空源２２は、吸引接続部７の部分接続部２０を介して主軸１の範囲に集まる空気を吸引し、真空源２３は吸引接続部７の部分接続部２１を介した内表面３に集まる吸引された液体を吸引する。その際に音波センサー２４が吸引ヘッド２で空気及び／又は固体伝播音音波を検出し得る。音波センサー２４の信号に応じて、真空源２２及び２３が制御され得る。具体的には、発生した音波が吸引ヘッド２に空気が吸引されたことを示すと、主として又はもっぱら部分接続部２０を介して真空源２２を使って吸引され得る。それとは逆に、音波センサー２４の信号が吸引すべき液体のみが吸引ヘッド２に吸引されたことを示すと、もっぱら又は主として部分接続部２１を介して真空源２３を使って吸引され得る。この方法では、部分接続部２０を介して純粋な空気だけでなく、空気で泡だった吸引された液体が吸引され得、この液体は密度が低いために及びその流れの回転成分によって、主チャネル４を通って同じく主軸１の範囲に集められ、それによって内表面３の空気が混入していない液体と分離される。さらに、吸引された液体が血液である場合、「最良の」血液、すなわち健康な細胞は、むしろ内表面３の外側の層にある。なぜなら健康な赤血球は損傷した血液成分よりも質量が大きく、流れの回転成分に引き起こされた遠心力によって外側に集まるからである。

１ 主軸
２ 吸引ヘッド
３ 内表面
４ 主チャネル
５ 遠位末端
６ 吸引孔
７ 吸引接続部
８ 近位末端
９ 外表面
１０ モールディング
１１ コーティング
１２ 流れ案内装置
１３ 管部
１４ 噴射ノズル
１５ 補助液体
１６ 加速体
１７ 鱗片
１８ 左右矢印
１９ 加速体
２０ 部分接続部
２１ 部分接続部
２２ 真空源
２３ 真空源
２４ 音波センサー
２５ ポンプ
２６ 回転矢印

Claims (16)

1. 有機成分を含む液体を吸引するための吸引ヘッド（２）であって、
   －前記吸引ヘッド（２）の主チャネル（４）を定義する内表面（３）を有し、前記主チャネル（４）は前記吸引ヘッド（２）の主軸（１）に沿って前記吸引ヘッド（２）の吸引接続部（７）に向かって延び、
   －前記吸引ヘッド（２）内に入り、前記内表面（３）を通って前記主チャネル（４）に合流する前記吸引孔（６）を有する吸引ヘッドにおいて、
   前記吸引ヘッド（２）の流れ案内装置が、負圧によって前記吸引接続部（７）内に生じ、前記吸引孔（６）を通って入る液体の流れに、前記流れ案内装置が前記主チャネル（４）によって前記主軸（１）周りの回転成分を付与するように形成されていることを特徴とする、吸引ヘッド。
2. 前記主チャネル（４）を通る液体の流れが移動する距離は、前記主軸（１）周りの前記回転成分が理由で、前記主軸（１）に沿った前記主チャネル（４）の長さよりも、少なくとも５０％、少なくとも１００％、少なくとも２００％、少なくとも４００％又は少なくとも９００％長いことを特徴とする、請求項１に記載の吸引ヘッド（２）。
3. 前記流れ案内装置が、以下の特徴、
   －前記主軸（１）周りの円弧に対して接線方向の方向成分を有する、前記吸引孔（６）の前記主チャネル（４）への合流点、
   －前記主軸（１）周りの円弧に対して接線方向の方向成分を有する、前記吸引接続部（７）の前記主チャネル（４）からの分岐、
   －前記主軸（１）周りの円弧に対して接線方向の方向成分を有する、補助液体（１５）用噴射ノズル（１４）の前記主チャネル（４）への合流点、
   －内表面（３）の螺線形の流れ案内要素（１２）、
   －前記内表面（３）の一部を形成し、前記主軸（１）周りに往復回転駆動される加速体（１６）、
   －前記主チャネル（４）内に配置された、前記主軸（１）周りに連続的に回転駆動される加速体（１９）、
   のうち、少なくとも１つを含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載の吸引ヘッド（２）。
4. 前記主チャネル（４）を通る液体の流れが、前記主軸（１）周りの前記回転成分が理由で、追加的に移動する距離が、前記吸引接続部（７）に向かって主軸（１）に沿った主チャネル（４）の長さに比べて増加することを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の吸引ヘッド（２）。
5. 前記主チャネル（４）を通る液体の流れが、前記主軸（１）周りの前記回転成分が理由で、追加的に移動する距離が、前記吸引接続部（７）に向かって主軸（１）に沿った主チャネル（４）の長さに比べて減少することを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の吸引ヘッド（２）。
6. 前記吸引ヘッド（２）の自由流れ断面積が、液体の流れに沿って前記吸引接続部（７）に向かって連続的に推移していることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の吸引ヘッド（２）。
7. 前記吸引孔（６）がそれぞれ１つの、前記内表面（３）に向かって減少する自由断面積を有することを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の吸引ヘッド（２）。
8. 前記吸引孔（６）の自由断面積が、前記吸引ヘッド（２）のそれぞれ１つの外表面（９）から前記内表面（３）へ、少なくとも５０％又は少なくとも６７％又は少なくとも７５％減少することを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の吸引ヘッド（２）。
9. 前記吸引接続部（７）に近くで前記吸引ヘッド（２）に入る前記吸引孔（６）が、前記吸引接続部（７）からさらに離れて前記吸引ヘッド（２）に入る前記吸引孔（６）よりも、前記主チャネル（４）まで、液体のより大きい流れ抵抗を有することを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の吸引ヘッド（２）。
10. 前記吸引接続部（７）に向かって最も近くで前記吸引ヘッド（２）に入る前記吸引孔（６）の流れ抵抗が、前記吸引接続部（７）から最も遠くで前記吸引ヘッド（２）に入る前記吸引孔（６）の流れ抵抗よりも、少なくとも５０％又は少なくとも１００％又は少なくとも２００％大きいことを特徴とする、請求項９に記載の吸引ヘッド（２）。
11. 前記内表面（３）が少なくとも部分的に液体のオーバーフロー抵抗を引き下げる滑りコーティングを有すること、及び／又は前記吸引孔（６）が液体のオーバーフロー抵抗を引き下げる滑りコーティングで被覆されていることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載の吸引ヘッド（２）。
12. 前記吸引ヘッド（２）が３Ｄプリントしたモールディング（１０）を含み、前記モールディングの表面が連続した滑らかなコーティング（１１）を備えていることを特徴とする、請求項１から１１のいずれか一項に記載の吸引ヘッド（２）。
13. 前記吸引接続部（７）が、前記主軸（１）上で前記主チャネル（４）に続いている内側の部分接続部（２０）と、前記主軸（１）と間隔を空けて前記内表面（３）を通って前記主チャネル（４）に合流する外側の部分接続部（２１）とを有することを特徴とする、請求項１から１２のいずれか一項に記載の吸引ヘッド（２）。
14. 前記両方の部分接続部（２０、２１）の間で切り替える切替装置が、前記吸引ヘッド（２）で空気を吸引すると、前記主軸（１）の前記主チャネル（４）に接続されている内側の部分接続部（２０）が開き、前記主軸（１）から間隔が空いた前記内表面（３）を通って前記主チャネル（４）に通じている前記外側の部分接続部（２１）が閉じるように形成されていることを特徴とする、請求項１３に記載の吸引ヘッド（２）。
15. 軸方向の吸引孔が前記主軸（１）上で前記主チャネル（４）に合流することを特徴とする、請求項１から１４のいずれか一項に記載の吸引ヘッド（２）。
16. 前記主チャネル（４）が、前記吸引接続部（７）と向かい合っている端部において、少なくとも３３％又は５０％又は６７％又は７５％その自由断面積が端部の前で閉じられていることを特徴とする、請求項１から１５のいずれか一項に記載の吸引ヘッド（２）。

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