JP5847294B2 - ばね機構を有する流体取扱装置 - Google Patents

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Description

本発明は、流体取扱いの技術分野に関し、特に、本発明は、医療技術の血液サンプリング装置として用いることができる流体取扱装置に関する。
点滴または直接血圧測定について、輸液ラインまたはカテーテルは、通常、例えば検査目的で、輸液ラインの外部からアクセス可能な位置より、血液をサンプリングするために、患者の静脈または動脈に挿入される。このために、例えば、タップ、または、比較的最近のシステムにおいては、サンプリングサイトが、設けられる場合があり、それらは、輸液システムの内部ルーメンに通じ、さらに、皮下注射器によって外部からアクセス可能である。
このシステムから血液をサンプリングする前に、まず第一に、輸液または抗凝血剤のいかなる成分もない患者の希釈されていない血液だけがサンプリングサイトの領域におよび/またはタップにあることを確実にすべきであり、前記抗凝血剤は、例えば、直接血圧測定において血液の凝固を防止するために供給される。このために、例えば、WO88/01846A1は、2つのサンプリングサイトを想定し、患者のより近くに位置するサンプリングサイトは、実際に血液サンプルを採取するのに役立つ。患者からさらに離れた所に位置するサンプリングサイトは、希釈されていない血液だけが上流のサンプリングサイトに存在するように、システムから輸液を一時的に除去するのに役立つ。このように、WO88/01846A1は、純粋な血液をタップでサンプリングすることができるまで注射器を用いることによってタップで塩化ナトリウム溶液および混合された血液が最初に採取されるというアプローチと比較して、血液サンプリングの改良された可能性を提供する。その後、研究室分析のための(例えば血液ガスなどを検査するための)血液が、第2の注射器によってこのタップでサンプリングされる。輸液および血液の最初に採取された量は、注射器吸引プロセスにより、血液細胞が損傷を受けさらに血液の汚染が起こる可能性があるので、患者に再循環されるべきではない。血液サンプリングが頻繁に実行されるときに、その後の再循環のないそれぞれの血液サンプリングの前に、混合された血液のこの採取は、液体の顕著な損失をもたらす。
WO88/01846による実施において、汚染および細胞損傷のリスクにもかかわらず、従来の注射器によって下流のサンプリングサイトで採取されている量をシステムに再循環することが示唆され、注射器の針はシーリングプラグを貫通し、それはそれ以外の場合に密封されている。しかしながら、これは、大がかりな取扱いを必要とし、さらに、汚染物質、細菌および他の病原体がシステムに取り込まれるというリスクに加えて、病院職員がそれを取り除く間に針によって負傷して感染する可能性があるというリスクを伴い、以前に病院職員にエイズまたは肝炎感染をもたらしている。
したがって、例えば、EP0575917A2の明細書の導入部分において報告されているように、圧測定またはカテーテルシステムに組み込まれさらに外部からもはやアクセスできないピストン/シリンダ構成を有する一時的ストレージとして下流のサンプリングサイトが構成されるという点で密閉されるシステムを用いることが提案されている。しかしながら、前記血液サンプリング装置では、一時的ストレージは患者の血液の再輸液の場合に完全に空にされないという問題が起こり、その結果、残留血液がそこに凝固する。したがって、上述のプロセスが数回実行される場合、凝固された残留血液が一時的ストレージから患者の血液循環に戻って前記患者を非常に危険にさらすことが起こる可能性がある。
したがって、EP0575917A2は、円錐シリンダ空間先端部に関連して円錐ピストン先端部を提案し、ピストン先端部の円錐角は、押し出す間に完全な空にすることを確実にするために、シリンダ空間先端部のものよりも大きい。しかしながら、比較的長期間(例えば数日間)にわたって患者に取り付けられる密閉された血液サンプリングシステム内のそのような提供でも、血液サンプリングシステムの特に一時的ストレージの内部空間が、取り込まれた細菌によって汚染されないことを確実にすることができないことが明らかである。そのような細菌の取込みは、例えば、ピストンが数回作動するときに、起こる可能性がある。
さらに、一時的ストレージによる血液サンプリングへの従来のアプローチは、多くの場合、血液および/または輸液が高過ぎる負圧で患者および/または圧測定ラインから吸引されないことを確実にすることができない不利な点を有する。例えば、ピストンを過剰に引くことによって生じる高過ぎる負圧によって、脱ガスが起こることをもたらす可能性があり、それは血液において起こる対応する気泡形成を伴い、さらに、血管壁が虚脱しおよび/または血管閉塞が起こることをもたらす可能性があり、それは、患者の動脈のサンプリングサイトに応じて、患者の死に至るまで組織の壊死をもたらす可能性がある。
過剰な負圧形成は、一時的リザーバを操作するときに、病院職員側で適切に注意深く取り扱うことによって防止することができるとしても、これは、その職員側でそれに応じて高水準の訓練および知識を必要とする。上述に関わらず、そのプロセスは、注意を払わなければならないために多くの時間を必要とする。
最後に、密閉された血液システムの一時的ストレージは、例えば、ガス透過可能なパッケージの中において、それが組み立てられさらにすでに配置されている状態に一時的ストレージがあるという状態において例えばETOガスによる殺菌をより困難にする。
WO88/01846A1 EP0575917A2
本発明の目的は、流体、特に血液が患者からサンプリングされるときに、制限される負圧のための可能性を提供することであり、その結果、特に、血管の血管壁が虚脱せず、または、サンプリングされる流体または血液の脱ガスが生じない。
この目的は、請求項1の特徴による流体取扱装置によって達成される。
本発明は、
その中に変位可能に配置されるピストンを有する受け入れ容器であって、ピストンの変位によって流体受け入れリザーバの容量を変更することができる、受け入れ容器、
作動に応じてキャリアベアリングを変位させるように構成される作動機構、および
第1の方向においてキャリアベアリングの変位に応じて、流体リザーバの容量が増加するように受け入れ容器内でピストンの変位をもたらすために、力をキャリアベアリング(136)からピストンに移すように構成されるばね機構
を含む、流体取扱装置を提供する。
本発明は、ピストンを作動機構から分離することによってさらにそれをばね機構を介して直接移動することによって、作動機構の速い作動が、サンプリングシステムにおいて過剰な負圧を生じることなしに可能であるという発見に基づき、そうしなければ、それによれば、例えば、患者の血管の血管壁が虚脱する可能性があり、または、患者からサンプリングされる血液の脱ガスが起こる可能性がある。むしろ、作動機構を作動させることによって、ばね機構にテンションがかけられ、それは、遅くかつ制御された方法でテンションエネルギーを開放することによって、ピストンを適度な持ち上げ速度および/またはあらかじめ定義されている持ち上げ速度だけで持ち上げ、それに応じて、例えば、液体を引くためのおよび患者の血液をサンプリングするための制限された負圧をもたらす。
これは、リザーバの開口部に隣接するラインにある液体のおよびサンプリングされる血液の脱ガスが回避され、さらに、従来のアプローチと比較して、血管壁虚脱のリスクが明らかに低減されるという利点をもたらす。
ばね機構は、コイルばねによって形成されてもよく、それは、コイルばねが取り付けやすい単純で低コストの機械要素を表すので、設計において単純な解決策の利点を提供する。
キャリアベアリングおよび/またはピストンは、キャリアベアリングが第2の方向において変位するときに、流体受け入れリザーバの容量が低減されるようにピストンの変位を生じるためにキャリアベアリングがピストンと係合するように構成されてもよい。このように、受け入れ容器を急速に空にする単純な可能性は、設計に関して付加的な出費を必要とせずに、有利に提供することができる。
ピストンは、ピストンディスクを備えるピストンロッドを含んでもよく、ばね機構は、ピストンディスクおよびキャリアベアリング間に配置される。これは、そのような構成によって、ばね機構にテンションをかけるための単純な設計解決策を作り出すことの利点を提供する。第1の方向においてキャリアベアリングを変位させることによって、キャリアベアリングおよびピストンロッド間のばね機構にテンションがかけられる。
作動機構は、ねじ機構を有する回転ノブを含んでもよく、キャリアベアリングは、ねじを含むねじ要素に設けられ、ねじ機構は、相互回転保護を有するねじ要素のねじと係合し、その結果、回転ノブの回転がキャリアベアリングを変位させることができる。そのような回転ノブ、キャリアベアリングおよびねじ要素の構成によって、位置の単純な調整は、回転ノブの定義された回転によって有利に達成することができ、それは、流体リザーバの容量の非常に正確な調整を可能にする。
ねじは、大きいねじピッチを有してもよく、その結果、キャリアベアリングにおける最大の変位が、回転ノブの少ない回転、例えば1回転だけによって生じることができる。このように、流体取扱装置は、オペレータの手の位置の変化を必要とせずに、急速に「充填されるように引く」ことができる。
ねじ要素は、内部穴を含んでもよく、その端部にキャリアベアリングが形成され、ピストンディスクを有するピストンは、内部穴の端部に突出する。これは、内部穴がピストンのためのガイドとして役立つことができる利点を提供する。
内部穴は、ピストンが変位するときに、ピストンディスクのためのガイドとして作用するように構成されてもよく、ねじ要素の内部穴内のばね機構は、キャリアベアリングおよびピストンディスクの間に配置される。この実施形態において、ばね機構は、スペースをとらない方法で内部穴内に収容されてもよく、それによって、大容量が流体取扱いに利用できる。
内部穴は、ピストンディスクおよびキャリアベアリング間の最小の距離を確実にするように構成されるステージを含んでもよい。これは、所定量を超えてばね機構にテンションがかかることを防止すると同時に、さらに、引張りによって受け入れ容器の充填および/または第1の方向においてピストンの変位を、ばね機構に最大にテンションがかけられおよび/またはステージがピストンディスクと係合する時点から、作動機構に及ぼす力によって、オペレータによって直ちに実行することができることを可能し、それによって、容器開口部を備える容器底部からのピストンプラグの信頼できる分離が確実にされる。
ピストンは、可逆的に変形可能な材料からなるピストンプラグを含んでもよく、その結果、平面容器底部へのピストンプラグの移動によって、流体を平面容器底部に配置される流体開口部から追い出すことができ、ピストンプラグは、ピストンプラグが平面容器底部に押圧されるときに、ピストンプラグおよび容器底部間の接触境界線が増加する圧力の下で流体開口部の方に移動するように、表面が平面容器底部に面する凹部を含んでもよい。これは、ピストンが下に押圧されるときに、流体リザーバを完全に空にすることができる利点を提供する。あるいは、ピストンは、円錐ピストンプラグを含んでもよい。
そのような円錐ピストンプラグは、可逆的に変形可能な材料を含んでもよく、容器底部も、円錐形状を有してもよく、さらに、円錐ピストンプラグの円錐角は、円錐容器底部の円錐角よりも大きい。これは、さらに、容器底部の円錐先端部に位置する流体開口部を通して流体リザーバを完全に空にすることができる利点を提供する。
作動機構は、受け入れ容器においてピストンが運動の第1の方向において移動することに応じてばね機構にテンションをかけるように、さらに、ピストンが運動の第1の方向の反対側の運動の第2の方向において移動することに応じてばね機構にテンションをかけないように、構成されてもよい。これは、ピストンが下に押圧されるときに、ばね機構が緩められることを確実にし、それは、そのようなばね機構の耐用年数を増加させる。
好適な実施形態が、添付の図面によってさらに詳細に説明される。
図1Aから図1Dは、本発明の実施形態による作動する異なる時点での流体取扱装置の断面側面図であり、図1Aだけが詳細な図を表す。 図1Aから図1Dは、本発明の実施形態による作動する異なる時点での流体取扱装置の断面側面図であり、図1Aだけが詳細な図を表す。 図1Aから図1Dは、本発明の実施形態による作動する異なる時点での流体取扱装置の断面側面図であり、図1Aだけが詳細な図を表す。 図1Aから図1Dは、本発明の実施形態による作動する異なる時点での流体取扱装置の断面側面図であり、図1Aだけが詳細な図を表す。 図1Eは、図1A〜図1Dのピストンプラグの部分的な断面空間図である。 図1Fおよび図1Gは、それぞれ、図1A〜図1Dの流体取扱装置の側面図および上面図である。 図1Fおよび図1Gは、それぞれ、図1A〜図1Dの流体取扱装置の側面図および上面図である。 図1Hは、回転蓋が除去された状態の図1A〜図1Dの流体取扱装置の空間図である。 図2は、図1Aの位置に対応する位置において本発明のさらなる実施形態による流体取扱装置の断面図である。
以下の図面において、同一または類似の要素は同一または類似の参照番号を備え、参照番号の繰り返した説明が省略される。
図1Aは、本発明の実施形態による流体取扱装置100を示す。ここで、流体取扱装置100は、側壁104および平面(すなわち平坦)容器底部106を有する受け入れ容器102を含む。受け入れ容器102は、底部106に隣接する円筒形状の第1の部分102aを含み、さらに、それには、より大きい内径を有する円筒形状の第2の部分102bが隣接する。さらに、受け入れ容器102は、接続ピース108の2つのポート112間にフローチャネル110を含む接続ピース108に取り付けられる。流体開口部114が、一例として、接続チャネル110および受け入れ容器102の内部間での流体の交換が可能であるように、平坦容器底部106において中央に配置される。
ピストンロッド117およびピストンロッド117の端部に配置されるピストンプラグサポート118を有するピストン116は、受け入れ容器102の内部に配置され、前記ピストン116は、容器102の長手方向において移動可能であり、ピストンプラグサポート118は、部分102aよりもわずかに小さい直径を有し、さらに、ピストンプラグ120として、底部106に面するその面およびその円周面に配置される弾性すなわち可逆的に変形可能な材料を有し、その結果、ピストンプラグ120は、容器102の内壁に沿ってピストン116の流体密封滑りを確実にし、そのため、例えば輸液および/または混合された血液のように、容器102内にある流体が、例えば、容器102からチャネル110に吐出されることを確実にし、および/または、流体がチャネル110から吸引されることを確実にする。
容器底部106に面するピストンプラグの表面において、すなわちピストンプラグの弾性材料120において、この場合、一例として環状である凹部122が配置され、凹部は、最初に、流体開口部114の方向において示されるようにそれの側端124から始まって、増加する受け入れ深さを含み、それは、ピストンプラグの中央に配置される弾性材料120のシーリングプラグ126の領域において減少し、シーリングプラグ126は、流体開口部114の向かい側に配置される。換言すれば、ピストンプラグの下面は、円形対称の凹形状を有する。しかしながら、凹部について、他の形状、例えば(部分において)一定でありかつ不連続に変化する深さを有する形状、および、シーリングプラグ126を有しなくて、例えば、端から中央に単調に増加する凹部深さを有する凹部も可能である。
ピストン116の上端部で、ピストンディスク128は、ピストンに配置されまたは取り付けられ、前記ピストンディスク128は、ピストンロッド117から放射状に突出し、さらに、ねじ要素132の穴130内でピストン116の移動可能な案内を可能にする。ねじ要素132およびピストン116は、好ましくは、受け入れ容器102と、一方ではねじ要素との間および他方では任意にピストン116との間の相対的な回転が起こらないように、受け入れ容器102に配置される。このために、ねじ要素132は、穴130に加えて、雄ねじ134およびここでは一例として平坦部分135が形成される実質的に円筒状の外面を含み、その結果、ねじ要素132は、それが回転することから保護されるように、回転保護ディスク137においてそれに応じて形づくられた開口部を通して伸び、さらに、回転保護ディスク137自体は、容器の部分102aおよび102b間の境界線に、それが回転することから保護されるように、および/または、それが回転を防止するために固定されるように配置される。平坦部分135は、図1Hに示すことができる。さらに、ねじ要素132は、下方に、次に、ピストン116がそれを通して伸びる穴を有するベアリング面を形成するために、ピストン116の方向において内部に突出するキャリアベアリングとして作用するフランジ136を含む。
ばね機構としてここでは特に圧縮ばねとして作用するコイルばね138は、それがピストン116を囲むように、ピストンディスク128の下面およびフランジ136の上面間に配置される。さらに、ねじ要素132は、フランジ端部を他端部より広くするために穴130内で直径の変化を含み、それによって、環状サポート140が穴130内に形成される。ピストンディスク128の外径は、ピストンディスク128がフランジ136からさらに離れた所に位置する穴130の部分だけに位置することができるように、十分に大きく、それによって、コイルばね138の過剰な圧縮が防止され、それは、以下にさらに詳細に述べられる。
さらに、流体取扱装置100は、円天井の回転ノブの形式で上部から容器102の開口部をカバーするために、さらに、容器102に関して、容器102および回転蓋142の共通の対称軸の周囲を回転可能にするために、スナップロック144によって受け入れ容器102に取り付けられる回転蓋142を含む。回転蓋142は、回転蓋142の円天井の外ハンドル部分145の内面に、ねじシリンダ146を含み、それは、前記内面から突出し、さらに、その内面に形成されかつ雄ねじ134と係合する雌ねじを含み、それによって、流体取扱装置100において、回転から保護されるようにマウントされるねじ要素132の位置および/または高さを、回転蓋142を回転することによって調整することができる。
回転蓋142および受け入れ容器102間の接続は、例えば、受け入れ容器102および回転蓋142間のギャップ148の形式で通気の可能性を含み、その結果、空気交換ひいては流体取扱装置100外の環境気圧および流体取扱装置100内の内圧間の均圧化が可能である。あるいは、同じ機能を有する開口部が、回転蓋142にまたは容器の上部領域に設けられてもよい。
ねじ機構132および回転蓋142間の相対的な回転によって、ねじ要素132は、ねじシリンダ146内で格納可能であって拡張可能である。上述したように、回転保護ディスク137は、この目的のために設けられ、それは、ねじ要素132がそれを通して伸びる穴を含み、さらに、それは、ねじ要素132がディスク137に関して回転することができないように形づくられる。容器102に関して回転保護を完全にするために、ディスク137も、例えば回転から保護しおよび/または回転することを抑制するように容器102に配置される。このために、アコーディオンの形状を有する実質的に円筒状の膜の形状に形成されるシーリング装置152の上部シーリングビード150は、容器102のより小さい直径を有する部分102aおよびより大きい内径を有する部分102b間の環状突出部における環状溝と回転保護ディスク137との間に固定され、組み立てられた状態において、目的をセンタリングするためにそれに設けられる面を含む突出するねじシリンダ146の端部は、シーリングビード150に下方のディスク137の、それに応じて形づくられかつ円錐台の形状を有する部分を押圧する。その摩擦によって、膜152のシーリングビード150は、以下に説明するように、容器102に関してディスク137の回転保護を確実にするだけでなく、密封も確実にする。
膜152は、ピストン116およびねじ要素132からなる構成を囲むとともに、容器の部分102aおよび102b間の移行部からピストンプラグサポート118まで容器の対称軸に沿って伸び、さらに、プリーツを形成しさらに対称軸の方向においてそれの形成を元に戻すととともに、細菌および空気を通さないように、容器の部分102aおよび102b間の移行部およびピストンプラグ120の現在の位置間に伸びる受け入れ容器102の内壁104の部分と膜152との間に形成される領域153を、例えば受け入れ容器102のスロット148によって外部に関して通気される残りの内部空間から分離する。このために、膜152は、すでに述べられたように、漏れ防止の方法でシーリングビード150の上部に取り付けられる。膜152をピストンプラグサポート118に取り付けるために、この面上の膜152も、例えば、円周に形成されるシーリングビード154を含み、さらに、それは、ピストンプラグサポート118の外面上の円周溝に、わずかなテンションをかけながら装着される。膜は、例えば、シリコーンなど、バクテリア、ウイルスまたは細菌などの感染性物質を通さない、細菌および空気を通さない材料からなる。
受け入れ容器102の部分102aの、上部領域および/または底部106から遠い領域において、開口部156が容器壁104に設けられ、それを通して、ピストン116の位置にかかわりなく、領域153および流体取扱装置100の外部環境間でガス交換が促進される。細菌が、外部環境から膜152および受け入れ容器の内壁104間の領域153に入ることおよびピストン容量に一時的に蓄えられた流体が再び吐出される場合にチャネル110に接続される血液循環の汚染をもたらす可能性があるハウジングの内壁104に沈降することを防止するために、フィルタ158(例えばバクテリアフィルタ)がこの開口部156に設けられてもよい。
以下において、本発明の流体取扱装置100の動作モードがさらに詳細に説明される。基本状態は、ねじ要素132が可能な限り最も低い状態を有すると最初に仮定されるべきである。この状態は、図1Aにおいて表される。この状態において、ねじ要素132は、容器底部106から離れて面するピストンプラグサポート118の面に接触するために、さらに、このように回転蓋142によるトルクによって決定される力で底部106にピストンプラグ122を押圧するために、最大にねじシリンダ146によって回転され、その結果、ピストンプラグは、凹部122にもかかわらず押圧されていない緩められた状態において底部106に対して平坦になり、いかなる液体も、プラグの内部からチャネル110に吐出され、さらに、プラグ126端部は、チャネル110の内壁と同一平面となり、その結果、デッドゾーン領域と血液および細菌の関連した蓄積とがチャネル内で起こらない。ばね138は、わずかに付勢された状態にあり、ピストンディスク128は、穴130内でフランジ136から最大の距離にある位置に押圧される。
回転蓋142が回転される場合、ねじ要素132は、図1Bにおいて表されるように、上方に引かれる。このように、まず第一に、ピストンプラグ122がそれ自体を底部106から分離しなければならないため、ピストンディスク128を有するピストン116が最初にねじ要素132の上方への移動に追随することができなくおよび/またはねじ要素132と同一速度で持ち上げられないので、ばね138は、最初に圧縮されさらにテンションがかけられ、それは、持ち上げられるフランジ136によって生じる。ねじ要素132の速い持ち上げおよびコイルばね138によるプラグ116のより遅い持ち上げ間の分離は、ねじ要素132の雄ねじ134の対応する実施について、特に大きいねじピッチについて、「引き抜かれる」ピストン116を同時にもたらすことなしに、少ない回転または1回転だけによっておよび/または短い回転経路によって、ねじ要素132を非常に多くの量も持ち上げることができる利点を有し、それによって、すでに述べられたように、血液の脱ガスおよび/または血管壁の虚脱を防止することができる。図1Bは、回転蓋142がちょうどわずかに回転されさらにねじ要素132が著しく移動している瞬間を示し、その一方で、ピストン116は、まだほとんど移動していない。
図1Cは、ねじ要素132がすでに上方に完全に回転されている状態を表し、ピストンプラグ120は、それ自体を底部106から分離し、さらに、ピストンプラグ120を有するピストン116は、コイルばね138の力により上方に移動し、その結果、液体は、チャネル110から開口部114を通してピストンチャンバに吸引される。特に、図1Cにおいて、ピストンプラグ120は、すでに上方に特定の距離を移動し、その結果、流体および/または液体/混合された血液リザーバが、受け入れ容器102の下部において形成されている。ここで、膜152はアコーディオンのように折り畳むことができ、そのためピストン116の移動に追随することも明らかである。
さらなる吸引プロセスが述べられる前に、ばね138が図1Bおよび図1Cに示される状態間でどのくらい圧縮されるかというさまざまなシナリオがあることが指摘される。回転蓋142の回転運動によって駆動されるねじ要素132は、ピストン116がまだそれぞれ図1Aおよび図1Bの開始位置の近くに位置するほど急速に底部から外れる可能性があり、したがって、サポート140は、ピストンディスク128と係合し、その結果、この時点以降、回転蓋142に作用するトルクによって生じる上方に向けられた力は、ねじ要素132に作用し、さらに、ピストン116に直接作用する。このように、容器底部106からのピストンプラグ120の信頼できる分離は、分離力がフランジ136からサポート140の距離によって定義される圧縮ばね138の最大の力に制限されないので、確実にされる。一方、サポート140は、早くともサポート140がピストンディスク128と接触することができる時点(すなわちピストンが図1Aの位置に位置するとき)から図1Cに示されるように端部位置までのねじ要素の移動が短くなるような位置に配置され、その結果、しばらくの間、その間にピストン116がねじ要素132と同一速度で移動し、ピストン容量内の過剰な負圧のリスクおよびそれに関連する気泡形成のリスクがなく、さらに、ちょうどプラグ122の信頼できる分離を確実にするまで伸びる。
図1Dは、最終的な状態における、すなわち、ねじ要素132およびピストン116の両方が最大の高さ位置にあるときの流体取扱装置を示し、その結果、コイルばね138が再び緩められる(例えば所定のバイアスで付勢される)。この場合、膜152は、最大限に折り畳まれ、すなわちピストンプラグ118の上端部およびねじ機構146間の領域においてアコーディオンのように組み込まれる。このように、図1Dにおいて表される状態において、血液リザーバ160は、その最大拡張および/またはその最大充填容量である。そのような状態において、例えば、流体取扱装置のチャネル110および患者間に配置されるサンプリング装置で、輸液と混合されない血液をサンプリングすることが可能であり、その結果、分析の値が歪められる危険がない。
血液サンプリングによる患者の体液の損失をできるだけ少なく保つために、血液サンプリングの間、血液リザーバ160内にある血液を、その後に患者に再循環することができる。これは、回転蓋142が流体取扱装置の「吸入」の間に用いられるのとは反対方向に回転されるという点で、達成することができ、その結果として、ピストン116がフランジ136のおよび/またはねじ要素132の下部によって下に押圧され、さらに、過剰圧力が結果として生じ、それは、血液リザーバ160において見つけられる混合された血液が流体開口部114を通してフローチャネル110に追い出されることをもたらす。これに関連して、圧力状況の特定の考慮は、ハウジング蓋142を回転することによってピストン136の下への押圧が明らかに病院職員によって注意して実行されるべきであっても、非常に重要ではない。しかしながら、血管壁の虚脱または血液の脱ガスは、この場合に起こらない。
ピストンプラグ120を有するピストン116が十分に下に押圧されている場合、血液がねじ要素132によって追い出されたときに、可逆的に変形可能な材料120の端領域は、まず第一に、凹部122のために平面ハウジング底部106に接触する。ピストンプラグ118がさらに下に押圧される場合、弾性材料120は、凹部122がますます密閉しおよび/または大きさにおいて低減されるように、特に流体開口部114を囲みさらに弾性材料120および平面容器底部106間に位置する接触境界線が流体開口部114の方に移動するように、変形する。このように、流体リザーバ160内にある血液が受け入れ容器102から完全に「押し出される」ことが確実にされる。さらに、一旦血液リザーバ160が完全に空にされていると、流体開口部114は、それが好ましくはチャネルの内壁と確実に同一平面となるように、シーリングプラグ126によって密閉することができ、それによって、フローチャネル110内のデッドゾーン領域による凝固を回避することができる。上述したように、シーリングプラグ126は、チャネルの内壁と同一平面となるために好ましくは流体開口部114の形状に適合している。
一実施形態によれば、ピストンプラグ120内の凹部122は、図1Eにおいて表されるように、流体開口部114によっておよび/または例えば容器102の対称軸によって定義される中央170の周囲に、プラグ120の上面図に示すように、円形のリング形状を有してもよい。あるいは、凹部122は、中央170の周囲に楕円形に配置されてもよい。したがって、流体開口部114も、円形であってもよく、または、スリット状であってもよい。
一旦血液が受け入れ容器102から完全に押し出されていると、流体取扱装置は、再び図1Aにおいて表されているような状態になる。
膜152および容器の内壁104によって制限される領域153と外部との間のガス交換は、側方容器壁104において開口部156を通して可能であり、すなわち、ピストンが上方に移動するときに空間153の脱気およびピストンが下方に移動するときに通気が可能であり、後者の場合、フィルタ158は、細菌が空間153に入ることを防止する。例えば、フィルタ158は、紙のような膜であってもよく、それは、その端に沿って、接着剤および/またはのり、溶接継ぎ目、または、保持および/または締め付けリングによって開口部120内でハウジング102に取り付けられる。
開口部156を介しての通気および脱気の可能性は、空間153が前もって空にされてから、ETOガスで満たされてもよいので、それが例えばETOガス透過可能なパッケージなどの適切なパッケージの中に組み立てられおよび挿入されているように、流体取扱装置100を殺菌するときに利点を提供する。このように、容器の内壁104に蓄積されている細菌は、例えば、ETOなどの殺菌ガスで殺菌されることによって無害化することができる。バクテリアフィルタ158によって、流体取扱装置100が利用されるときに、さらなる細菌が膜152および容器の内壁104間の領域153に入ることを防止することもできる。
従来のアプローチと比較して、開口部156、膜152およびバクテリアフィルタ158のような構成は、例えば回転蓋の上面において、それによって大容量の空気が交換されそのため均圧化が流体取扱装置の作動に応じて促進される大きなバクテリアフィルタがもはや必要とされないという利点を提供する。むしろ、ガス容量の明らかにより少ない量が交換されることになるので、著しくより小さいバクテリアフィルタ158を用いることができる。
血液の一時的ストレージに加えて、流体取扱装置は、例えば、化学および生化学において用いることができるように、他の流体または液体を取り扱うために用いることもできることが単に注意のために述べられ、類似の利点は、ここで、例えば、上述の気泡形成の回避、ピストンチャンバを完全に空にすることおよびピストンチャンバの内面に隣接する空間153の殺菌能力によりもたらすことができる。
要約すると、流体取扱装置が上述され、それは、特に血液リザーバとして、密閉された血液サンプリングシステムの部分であってもよい。液体の柱は、例えば、ラインに沿って位置しかつ患者により近いサンプリングサイトで純粋な血液をサンプリングすることができるまで、リザーバを介して、チャネル110に連結されるラインに引き戻される。サンプリングは、穿刺膜を通してサンプリングアダプタを介して達成することができる。リザーバ内の液体の引き戻された容量は、その後に患者に再循環することができ、その結果、液体の著しい損失は、頻繁な血液サンプリングの場合に回避することができる。密閉された血液サンプリングシステムは比較的長期間(例えば数日間)にわたって患者に接続される場合があるので、システムの内部は細菌の取込みによって汚染されないことが確実にされなければならない。このために、上述の膜は、ハウジングおよびピストン間にマウントされる。組み立てられまたはパッケージされた状態において起こり得る殺菌の間、ETOガスは、例示的な殺菌ガス(ETO=酸化エチレン)として、開口部156を通してハウジングの内壁に達することができ、その後に除去することができる。しかしながら、ハウジングおよび膜間の空間は、利用の間でも殺菌され、それはバクテリアフィルタによって確実にされ、それはガス交換を可能にするが、細菌の移動を防止する。ばねは、脱ガス処理が液体において起こらないことおよび/または血管壁が過剰な負圧の結果として虚脱しないことを確実にする速度だけで、ピストンプラグが引き戻されることを確実にする。さらに、この分離は、回転蓋およびピストン間に最適化されたねじピッチを可能にし、その結果、ピストンは、少ない回転、例えば1回転だけで停止に至るまで引くことができる。ピストンの引き戻し速度を制限するための小さいピッチは、必要とされなく、その結果、比較的大容量でも、取扱いは、回転蓋が非常に頻繁に回転される必要がないので、実行可能なままである。
図1A−図1Hの流体取扱装置は、組立てが単純で速いプロセスであるので、製造の観点からも有利である。特に、組立て中に、ピストンプラグサポート118およびそれに取り付けられる弾性材料120を有するピストン116は、最初にねじ要素132のフランジ端部に穴を通して挿入され、ばね138は、穴130に導入される。ばね138は、わずかに圧縮されるとともに、ピストンディスク128は、ピストンプラグサポート118の反対側に位置するピストン116の端部に取り付けられる。その後、膜152は、一例として、シーリングビード154によってここではスナップロックによってピストンプラグサポート118に取り付けられる(図1A)。それから、この構成は、容器102に挿入され、シーリングビード150は、容器102の部分102aおよび102b間の移行部領域に配置される。その後、回転保護ディスクは、シーリングビード150の上に載せるために、部分102bに挿入される。最後に、円筒状の突出部146にその雌ねじを有する回転蓋145だけが、ねじ要素132の雄ねじに連結され、それから、スナップロック144によって容器102の上面に配置される。
図1A−図1Hに関して、例えば、膜152はアコーディオンのように形成される必要がないことが指摘される。膜材料の伸縮性を利用することによって、膜152は、その緩められた状態において実質的に円筒形状だけを有してもよく、さらに、ピストンプラグ120の移動に応じて長手方向においてだけ下方に伸ばしてもよい。それ自体が伸びなく、さらに、緩められた状態において、図1Aに示される状態で2つのシーリングビード取付け部位間に伸びるのに十分な長さを有する実質的に円筒形状を有する、膜152を有することも可能である。しかしながら、アコーディオンのように形成される、示される膜において環状プリーツを設けることは、膜152が広げられさらに縮められるときに、膜152の折り畳みおよび展開が体系的に起こり、その結果、膜152によってピストン116に作用する力は予測することが容易であるという利点を提供する。
さらに、シーリングプラグ126の形状が上述で詳細に取り扱われなかったとしても、シーリングプラグ126の形状および開口部114の形状は、好ましくは、図1Aに示される圧縮された状態において、説明されたように、シーリングプラグ126がチャネル110の内面と同一平面となるような範囲に互いにマッチすることが指摘される。
最後に、フィルタ158を有する通気開口部156は必ずしも設けられる必要がないことが指摘される。まず第一に、空間153の容量について、図1Aに示される状態において小さく、その結果、その容量は、図1Dに示される状態においても、回転保護ディスク137の下で部分102aの残りの上部空間において収容することもできる。さらに加えて、膜153は、例えば、通常の動作温度でピストンプラグサポート118に対して細菌を通さない方法で空間153を密封するが、例えば、温度の増加などの温度変化において、殺菌の目的で空間153の通気/脱気を可能にするような材料で形成されてもよい。シーリングビード154について、ガス交換が殺菌の間に真空環境において可能であるが、それにもかかわらず細菌密封性が通常の使用の間に確実にされる、ピストンプラグサポート118への取付けの間に、そのようなテンションの量を正確に有することも可能である。後者の場合、膜は、真空の適用において内部の膨らみの形成に応じるように、シーリングビード154の近くでいくらかより固いように形成されてもよく、それは、シーリングビード154がサポート118において対応する溝内でその装着を緩めるように、サポート118において設けられる端の周囲で押圧される。
流体取扱装置の実施形態が上述され、そこにおいて、流体の一時的ストレージのために提供されるピストン容量がチャネル110の外部に設けられ、チャネル110から一時的に蓄えられることになっている流体が流体開口部114を通してサンプリングされることになっている。図1Aに示される空にされた状態において、流体開口部114は、まるで流体取扱開口部がそこになかったかようにチャネル110が実質的に内壁を含むように、密閉されている。以下において、異なる実施形態が図2に関して説明され、そこにおいて、リザーバの内部がフローチャネルの部分として作用し、すなわち、ギャップが、ピストンの位置と関係なく、容器底部およびピストン間に常に残り、そのギャップを介して、容器底部において設けられさらに次にさらなるチャネルが隣接する2つの開口部が、互いに通じる。
図2の実施形態が、以下にさらに詳細に説明される。図2の流体取扱容器は、一般に参照番号100’を備え、さらに、多くの部分において図1A−図1Hの流体取扱装置100にマッチする。したがって、説明を単純化するために、図1A−図1Hのそれらと同一であるような構成要素は、図2において同じ参照番号を備える一方で、機能の点だけで図1A−図1Hのそれらと同様であるが、わずかに異なるように構成されるような要素は、同様な参照番号を含むが、それぞれの場合においてアポストロフィを備える。
図2は、図1Aのものに対応するピストン位置において流体取扱容器100’を示す。その結果として、ピストンプラグサポートおよび/またはピストンプラグ118’に直接作用するねじ要素132の下端部によって下に押圧されるピストン116は、下部位置にある。図2は、流体取扱装置100’の詳細図だけを示し、これは、前記装置が、図1A−図1Hのものに、例えば、回転蓋、ねじ要素132、フィルタ158を有する開口部156、および回転保護ディスク137に関してマッチするからである。膜の別の例として、図2は、伸縮自在の、滑らかな、実質的に円筒形状の膜152’を示し、それは、図2に示される状態において、最大テンションの状態にありさらに上部シーリングビード150(図1B)および下部シーリングビード154間に固定され、さらに、後者は、テンションを受けるとき、外部に通じるハウジングの内部に対して細菌を通さない方法で空間153を密封するために、ピストンプラグサポート118’において対応する円周溝に固定される。図1A−図1Hの実施形態とは異なり、ハウジング底部106’は、2つの流体開口部114a’および114b’を含み、それらは、図2の実施形態において、一例として、底部106’の端のより近くに配置されるが、開口部114a’および114b’の1つが中央に位置する構成も可能である。さらに、ここで、開口部114a’および114b’は、一例として、底部の中央に関して異なる半径位置に配置され、例えば、中央からさらに離れて配置される開口部は、入口として作用しおよび/または基部に配置されるために設けられる一方で、他のものは、出口として作用しおよび/または末端部に配置されるために設けられる。しかしながら、同じ半径位置に両方の開口部を配置することも可能である。図1Aにおいて行われているように、穴を配置することも可能であり、ポート112の中央軸が、受け入れ容器102’の中央軸と平行に伸びないが、例えばそれに関して垂直に、さらに、例えばハウジング底部106’の高さでまたはそれよりわずかに上で伸びることが可能である(後者の変形例は示されない)。
図1A−図1Hの実施形態とは異なり、ピストンプラグサポート118’は、底部106’に面する面において、両方の流体開口部114a’および114b’の向かい側に位置するそれの密閉領域に、弾性ピストンプラグ材料120’を備えていない。むしろ、図2において、前記弾性ピストンプラグ材料120’は、一例として、ピストンプラグサポート118’の外部の円周端にだけ設けられ、それは、リングシールを形成しさらにピストンプラグサポート118’によってストローク容量から流体の流体密封吐出を可能にするために、内壁104に面する。
これは、図1A−図1Hの実施形態とは異なり、リザーバ容量にはピストン116自体の剛性または硬質材料以外のいかなる弾性材料も隣接しないことを意味する。完全な空にすることを可能する弾性特性は、図2の実施形態において必要ではなく、これは、前記実施形態において、両方の流体開口部114a’および114b’間の流体連絡が常に維持されるからである。これを確実にするために、この場合、小さい突出するスペーサ180が、例えば、ピストン116に面する底部106’の面に設けられ、前記スペーサ180は、ピストン116がその最も低い位置にあるときでも、ギャップ182がピストン116および底部106’間に維持され、ギャップ182を介して、流体開口部114a’および114b’が互いに流体連絡されることを確実にする。代わりにまたは加えて、スペーサ118は、明らかに底部106’に面するピストンプラグサポート118’の面に設けられてもよい。
さらに、容器102’は、流体開口部114a’および114b’に、フローチャネルの部分110a’および110b’がそれぞれ互いに隣接し、開口部114a’、114b’の反対側に位置するそれらの端部に、ポート112がそれぞれ設けられるように、形づくられる。
流体取扱装置100’の構造が上述されているからには、その動作モードに関して、参照は、少なくともピストン運動に限り、装置100に関する上述の説明に行われるべきであり、吸引および吐出プロセスは、関連し、違いは、この場合に、2つの流体開口部114a’および114b’が1つだけの代わりに設けられることである。しかしながら、装置100’について、流体連絡が、2つのポート112間にまたはチャネル110a’、110b’およびギャップ182を通して常にある。したがって、図2の実施形態においても、混合された血液は、例えば装置100’が圧測定ラインに接続される構成のように、リザーバ容量内で一時的に蓄えられてもよく、その結果、例えば、チャネル部分110b’が患者に面しさらにチャネル部分110a’が圧力センサに面する。装置100’の一時的に蓄えられた状態において、血液は、それから、患者のより近くに配置されるサンプリングサイトでサンプリングされてもよく、そこにおいて、一時的に蓄えられた血液は、圧測定ラインに再循環されてもよい。
図1A−図1Hの構成と比較して図2の構成の利点は、図2の場合において、弾性材料120’が、圧測定ライン内で液体にさらに特にリザーバ容量内で液体に接せず、または、弾性材料120’が、非常に小さい隣接する表面領域にわたってだけで前記液体に接し、その結果、液体に関する圧測定が前記弾性材料の影響を受けなく、および/または、もっと正確には、圧力変化が弾性材料によって減衰されないという点においてだけある。図2において、むしろ、剛性ピストン116自体が、リザーバ容量に接する。
ギャップがピストンおよび容器底部間に常に維持されるという事実により、例えば、リザーバ容量から、混合された血液などの一時的に蓄えられた液体を完全に押し出すことは、不可能であるが、これは、ピストンが下に押圧される通常の場合においても、リザーバの内部から残留血液などを流し出すギャップを通しての流れが維持されるので、この場合において凝固などの問題をもたらさない。
最後に、図1A−図1Hの実施形態に関して明確に述べられた変更の可能性は、図2の上述の説明と矛盾しない限り、明らかに図2の実施形態に移されてもよいことが単に注意のために指摘される。

Claims (16)

  1. その中に変位可能に配置されるピストン(116)を有する受け入れ容器(102)であって、前記ピストンの変位によって流体受け入れリザーバの容量を変更することができる、受け入れ容器、
    作動に応じてキャリアベアリング(136)を変位させるように構成される作動機構(142、146、132)、および
    第1の方向への前記作動機構(142、146、132)による前記キャリアベアリング(136)の変位に応じて、前記流体リザーバ(160)の容量が増加するように、前記受け入れ容器(102)内で前記ピストン(116)の変位をもたらすために、力の伝達を前記キャリアベアリング(136)から前記ピストン(116)にもたらすように構成されるばね機構(138)を含み、
    前記作動機構(142、146、132)は、ねじ機構(146)を有する回転ノブ(142)を含み、前記キャリアベアリング(136)は、ねじ(134)を含むねじ要素(132)にマウントされ、前記ねじ機構(146)は、前記回転ノブ(142)の回転によって前記キャリアベアリング(136)の変位をもたらすことができるように、前記ねじ要素(132)の前記ねじ(134)と係合する、流体取扱装置(100)。
  2. 前記ばね機構は、コイルばね(138)またはガスばねである、請求項1に記載の流体取扱装置(100)。
  3. 前記キャリアベアリング(136)および前記ピストンは、前記第1の方向と反対の第2の方向への前記作動機構(142、146、132)による前記キャリアベアリング(136)の変位に応じて、前記流体受け入れリザーバの容量が低減されるように、前記ピストンの変位をもたらすように構成され、前記キャリアベアリング(136)は、最大にテンションがかけられている前記ばね機構に応じて前記ピストンに係合する、請求項1または請求項2に記載の流体取扱装置(100)。
  4. 前記ピストン(116)は、ピストンディスク(128)を備えるピストンロッドを含み、前記ばね機構(138)は、前記ピストンディスク(128)および前記キャリアベアリング136)間に配置される、請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の流体取扱装置(100)。
  5. 前記ねじ要素(132)は、それの端部に前記キャリアベアリング(136)が形成される内部穴(130)を含み、前記ピストンディスク(128)を有する前記ピストン(116)は、前記内部穴(130)に突出する、請求項に記載の流体取扱装置(100)。
  6. 前記内部穴(130)は、前記ピストン(116)の変位に応じて前記ピストンディスク(128)の案内として作用するように構成され、前記ばね機構(138)は、前記ねじ要素(132)の前記内部穴(130)内で、前記キャリアベアリング(136)および前記ピストンディスク(128)間に配置される、請求項に記載の流体取扱装置(100)。
  7. 前記内部穴(130)は、前記ピストンディスク(128)からおよび前記キャリアベアリング(136)からの最小の距離を確実にし、さらに、前記第1の方向において前記ねじ要素132の移動の場合に直接の力を前記ねじ要素132から前記ピストン116に伝達することを可能にするように構成されるステージ(140)を含む、請求項に記載の流体取扱装置(100)。
  8. 前記キャリアベアリングおよび前記ピストンロッド間の前記ばね機構(138)に、第1の方向において前記キャリアベアリングの変位によりテンションがかけられる、請求項4ないし請求項7のいずれかに記載の流体取扱装置(100)。
  9. 前記ねじ(134)は、前記回転ノブ(142)の1回転またはそれ未満によって前記キャリアベアリング(136)の最大の変位をもたらすことができるように、ねじピッチが形成される、請求項1ないし請求項のいずれかに記載の流体取扱装置(100)。
  10. 前記ピストン(116)は、可逆的に変形可能な材料(120)を有するピストンプラグ(118、120)を含み、流体について前記受け入れ容器(102)の平面容器底部への前記ピストンプラグ(118、122)の移動によって前記受け入れ容器(102)の平面容器底部(106)に配置される前記流体開口部(114)から追い出すことが可能であり、前記ピストンプラグは、表面が前記平面容器底部(106)に面する凹部(122)を含み、前記ピストンプラグが前記平面容器底部(106)に圧力で押圧されるときに、前記ピストンプラグ(118、120)および前記平面容器底部(106)間の接触境界線は、前記圧力が増加するように、前記流体開口部(114)の方に移動する、請求項1ないし請求項9のいずれかに記載の流体取扱装置(100)。
  11. 前記受け入れ容器は、2つの流体開口部(114’、114b’)を有する容器底部(106’)を含み、スペーサ(180)が、前記ピストン(116)の位置と関係なく前記2つの流体開口部間の流体連絡を可能にするために、前記容器底部(106’)に面する前記ピストン(116)の面におよび/または前記ピストン(116)に面する前記容器底部(106’)の面に配置される、請求項1ないし請求項9のいずれかに記載の流体取扱装置100’。
  12. ピストンプラグ(118、120)を有する前記ピストン(116)は、前記流体受け入れリザーバ(160)が前記ピストンプラグ(118、120)、前記受け入れ容器の壁(104)およびその中に形成される流体開口部(114)を有する前記受け入れ容器の容器底部(106)間に形成されるように、前記受け入れ容器(102)内に配置され、前記流体取扱装置は、前記ピストンの前記ピストンプラグを変位させることができる前記受け入れ容器(102)全体の前記壁(104)の部分に隣接する前記受け入れ容器の第1の領域(153)を、前記ピストンを囲む前記受け入れ容器の第2の領域から、気密に遮蔽するために、前記受け入れ容器(102)および前記ピストン(116)に取り付けられるシーリング装置(152)をさらに含む、請求項1ないし請求項11のいずれかに記載の流体取扱装置。
  13. 前記第1の領域(153)を通気しさらに脱気する目的のために、前記第1の領域(153)と流体連絡され、さらに、前記ピストンの前記ピストンプラグを変位させることができる前記壁全体のその部分に外部から配置される、前記壁における開口部(156)をさらに含む、請求項12に記載の流体取扱装置(100)。
  14. 前記第1の領域(153)の通気の間、前記第1の領域(153)に細菌が入ることを防止するために、フィルタ(158)が、前記開口部(156)の中にまたは前記開口部(156)に配置される、請求項12または請求項13に記載の流体取扱装置(100)。
  15. 前記フィルタ(158)は、生物学的、感染性物質、特にバクテリア、ウイルスおよび細菌が入ることを防止するように構成される、請求項14に記載の流体取扱装置(100)。
  16. 前記シーリング装置(152)は、前記ピストン(116)の移動に応じて折り畳みさらに展開するように構成される、請求項12ないし請求項15のいずれかに記載の流体取扱装置(100)。
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