KR20050095602A - 플래시백 혈액 수집 바늘 - Google Patents

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벡톤 디킨슨 앤드 컴퍼니
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Abstract

바늘 조립체(10)는 유체 유입 단부(14)를 가진 투명하거나 또는 반투명의 하우징(13), 유체 유출 단부(16) 및 그 사이의 플래시백 챔버(22)를 구비한다. 실질적으로 축방향으로 정렬된 유입 캐뉼러(26)와 유출 캐뉼러(52)는 하우징(12)으로부터 연장되며 챔버와 소통된다. 유출 캐뉼러의 외부 단부는 시일 가능한 슬리이브(61)에 의해서 덮힌다. 캐뉼러, 챔버 및 슬리이브의 상대적인 체적들은 정맥으로의 진입을 표시하는 급속하고 신뢰성 있는 플래시백을 제공하도록 선택된다.

Description

플래시백 혈액 수집 바늘{Flashback Blood Collection Needle}
본 발명은 환자에게 정맥 천자(venipuncture)를 수행함으로써 혈액 샘플을 수집하기 위한 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 비어있는 혈액 수집 튜브 안으로 환자의 혈액 샘플을 수집할 때 사혈 전문의(phlebotomist)가 정맥 안으로의 진입이 발생했는지의 여부를 판단할 수 있게 하는 다중의 샘플 혈액 수집을 위한 바늘 조립체에 관한 것이다.
정맥 천자는 실험실의 실험을 위해서 혈액 샘플을 획득하도록 사용되는 주된 방법이다. 정맥 천자 과정을 수행함에 있어서, 사혈 전문의는 몇 개의 단계를 동시에 따라야만 한다. 그러한 단계들은 청맥 천자의 장소 및 기술을 적절하게 선택하기 위하여 환자의 전체적인 신체 및 심리 상태를 평가하는 것을 포함한다. 사혈 전문의는 적절한 대응의 장비를 선택하여야 하고, 출혈을 조절하기 위한 의술을 시술하여야 하고, 그리고 시험을 위한 유체 표본을 적절하게 수집하고 식별하여야 한다. 사혈 전문의는 이러한 모든 동시적인 인자들을 확인하여야 하는데, 이는 그러한 인자들이 정맥의 팽창과 정맥 천자 과정의 기간에 부정적인 영향을 미칠 수 있기 때문이다.
다양한 정맥 천자 장치들이 상기에 설명된 문제점을 해결하도록 개발되었다. 이러한 장치들은 챔버를 그 안에 한정하는 하우징을 가진 바늘 조립체를 구비한다. 양 단부들에서 뾰족한 단일의 캐뉼러(cannula)는 환자의 정맥을 찌르도록 적합화된다. 캐뉼러의 환자쪽이 아닌 단부는 시일 가능한 슬리이브를 가지며 비어있는 콘테이너 안에 위치된 관통 가능한 정지부의 침투를 위해서 적합화된다.
캐튤러의 정맥 내측 단부를 가지고 정맥에 진입할 시에, 혈액은 캐뉼러를 통하여 유동하여 시일 가능 슬리이브 안으로 그리고 하우징 챔버로 흐르게 되는데, 하우징 챔버는 시각화("플래시백"(flashback))를 위해서 투명하거나 또는 반투명이다. 일단 공기가 하우징 챔버로부터 배기되면, 그 안의 혈액은 비어있는 콘테이너의 작용시에 시일 가능한 슬리이브가 하우징 챔버를 향하여 밀려질 때마다 그 안의 공기가 가압된다.
정맥으로의 진입과 플래시백 사이의 시간 길이에 기인하여, 비치는 챔버 안에서 정맥 진입에 대한 즉각적인 표시가 없기 때문에 사혈 전문의는 만족스러운 정맥의 진입이 달성되지 않았다고 그릇되게 믿는다. 종종 사혈 전문의는 불필요하게 정맥 천자 과정을 반복하여, 비어있는 콘테이너 및/또는 바늘 조립체 자체의 교체를 필요로 한다. 그러한 반복적인 과정은 환자가 감당해야 하는 신체적이고 감정적인 불쾌감을 연장시킨다. 그러한 경우에, 사혈 전문의는 일부 진입의 표시를 제공하도록 설정된 혈액의 수집을 이용할 수 있으며, 다음에 폐기된 튜브의 비용 뿐만 아니라, 혈액 수집 세트의 비용까지 초래하게 된다.
따라서, 만족스러운 정맥의 진입을 제공하도록 사혈 전문의가 플래시백에 일관되게 의존할 수 있는 종래의 혈액 수집 과정에 대하여 신속하고, 정확하며, 비용 효과적인 해법을 제공할 필요가 있다. 더욱이, 상대적으로 짧은 바늘을 통하여 플래시백 챔버 안으로 직접적으로 혈액이 유동될 수 있는 혈액 수집 장치를 제공하는 것이 특히 소망스럽다.
도 1 은 본 발명의 바늘 조립체에 대한 사시도이다.
도 2 는 도 1 의 바늘 조립체에 대한 측면도이다.
도 3 은 도 2 의 3-3 을 따라서 취한 바늘 조립체의 측부 단면도이다.
도 4 는 종래의 바늘 고정구를 가진 도 1 의 바늘 조립체를 사용하는 것을 도시한다.
도 5 는 환자의 팔에 정맥 천자하는 동안에 종래의 바늘 고정구와 콘테이너와 함께 사용되는 바늘 조립체의 단면도이다.
도 6 은 본 발명의 바늘 조립체의 다른 구현예에 대한 단면도이다.
도 7 은 종래의 바늘 고정구를 가진 도 6 의 바늘 조립체의 사용을 도시한다.
도 8 은 환자의 팔에 정맥 천자하는 동안에 종래의 바늘 고정구와 콘테이너와 함께 사용되는 바늘 조립체의 단면도이다.
도 9 는 사용 이전의 도 6 의 바늘 조립체에 대한 개략적인 도면이다.
도 10 은 도 9 와 유사하지만, 정맥 진입의 제 1 표시를 나타내는 개략적인 도면이다.
도 11 은 제 3 구현예의 개략적인 도면이다.
본 발명은 실험실의 실험을 위해서 적어도 하나의 유체 샘플을 비어있는 콘테이너 안으로 추출하기 위한 바늘 조립체를 제공한다. 바늘 조립체는 사용자가 성공적인 정맥의 진입을 확인하도록 혈액이 시각화를 위해 챔버 안으로 유동하기 충분한 데드 공간(dead space)를 가진 투명하거나 반투명의 하우징 챔버를 제공한다.
바늘 조립체는 적어도 하나의 비어있는 콘테이너 안으로 차후의 배출을 위해서 환자의 적어도 하나의 유체 샘플을 수집하도록 제공된다. 본 발명의 바늘 조립체는 실린더형의 외부 벽에 의해 한정된 유체 유입 단부를 가지는 투명하거나 또는 반투명의 하우징을 구비한다. 벽은 혈액 샘플을 그 안에 유지하기 위하여 하우징 안에 고리형의 플래시백 챔버의 윤곽을 형성한다. 하우징은 또한 상기 유체 유입 단부와 소통하는 유체 유출 단부를 구비한다. 혈액 유입 단부와 유체 소통되는 제 1 의 캐뉼러는 그로부터 외측으로 연장된다. 제 1 의 캐뉼러는 챔버에 근접하게 위치된 내부의 말단과 환자 정맥의 관통을 위해 적합화된 그 반대편의 외부 말단을 가진다. 마찬가지로, 제 2 의 캐뉼러는 유체 유출 단부와 유체 소통되어 제공되며 그로부터 외측으로 연장된다. 제 2 의 캐뉼러는 제 1 의 내부 말단에 근접하게 위치된 내부 말단을 가지며 상기 제 2 의 내부 말단에 반대편인 외부 말단을 더 구비한다. 제 2 의 외부 말단은 비어있는 콘테이너 안에서 관통 가능한 정지부의 관통을 위하여 적합화된다. 제 1 및 제 2 캐뉼러가 바람직스럽게는 서로 축방향으로 정렬되어 하우징의 길이를 따라서 그 사이에 축방향의 유체 유동 경로를 제공한다. 제 2 캐뉼러는 시일 가능한 슬리이브를 더 구비한다. 캐뉼러를 통하여 도관(lumen)에 의해, 챔버에 의해, 그리고 슬리이브에 의해 한정된 체적들은 시일 가능한 벤트(vent)나 또는 플러그(plug)와 폐기 튜브에 대한 필요성을 배제하면서 정맥 진입의 매우 급속한 표시를 달성하도록 선택된다.
본 발명은 환자의 혈액이나 또는 다른 유체 샘플을 하나 또는 그 이상의 비어있는 혈액 수집 튜브로 수집할 때 정맥 진입의 시각적 표시("플래시백")를 제공하는 혈액 수집용 바늘 조립체를 제공한다.
도 1 내지 도 4 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바늘 조립체(10)는 하우징의 일측에 유체 유입 바늘(제 1 캐뉼러)을, 그리고 그것의 반대측에 유체 유출 바늘(제 2 의 캐뉼러)를 지지하는 투명하거나 또는 반투명한 하우징(12)을 구비한다. 제 1 캐뉼러로부터 수집된 유체는 하우징을 통하여 즉각적으로 보여서 적절한 정맥 진입의 시간에 맞춘 표시를 제공한다.
도 1 내지 도 3 에 도시된 바와 같이, 바늘 조립체(10)는 유체 유입 단부(14)와 유체 유출 단부(16)를 가지는 하우징(12)을 구비한다. 유체 유입 단부(14)는 유체 유출 단부(16)에 근접한 말단으로부터 돌출된 고리형 어깨부(20)를 가진 실린더형의 외부 벽(18)에 의해 한정된다. 벽(18)은 그 안에 플래시백 챔버(22)를 둘러싼다. 챔버(22)는 벽(18)으로부터 하방향으로 매달린 절두 원추형의 테이퍼(28) 안에 한정된 고리형 홈(26)을 구비한다.
유체 유입 단부(14)는 사출 단부(30)에 의해 더 한정되는데, 여기에서 실린더형의 연장부(32)가 제공된다. 벽(18)의 내측 직경보다 작은 외측 직경을 가지는 실린더형의 연장부(32)는, 연결부를 제공하는 절두 원추형의 테이퍼(28)로써 벽(18)으로부터 외측으로 돌출한다.
실린더형 연장부(32)는 그것을 통한 커다란 구멍(34)을 가지는데, 이것은 제 2 유체 유입 캐뉼러(36)가 그 안에 삽입되어 고정되는 것을 수용하는 크기를 가진다. 제 1 의 캐뉼러(36)는 주입 단부(30)로부터 외측으로 돌출한 외부 말단(40)을 가지며, 예리하게 된 경사부(42)를 더 가진다. 제 1 의 내부 말단(44)은 캐뉼러(36)를 주입 단부(30) 안에 삽입하기 위한 뭉툭한 단부(46)를 가진 캐뉼러(36)의 반대 단부에 한정된다. 경사부(42)와 뭉툭한 단부(46)는 유체의 방해받지 않는 통과를 위하여 대응되게 구성된 개구를 각각 구비한다.
제 1 의 내부 말단(44)이 고리형 홈(26)과 유체 소통 상태로 유지되기 위하여 고리형 홈(26)에 근접하여 놓이도록 제 1 의 캐뉼러(36)가 구멍(34) 안에 위치된다. 일단 캐뉼러(36)가 적절하게 위치되면, 그것은 구멍(34)에 의해서 마찰되게 맞물리거나 또는 접착제나 또는 그와 유사한 것에 의해 그 안에 고정될 수 있다.
구멍(34)은 실린더형 연장부(32)의 범위에 걸치게 되며 각각의 제 1 캐뉼러(36)와 제 2 의 유체 유출 캐뉼러(52)와 소통되기 위하여 테이퍼(28) 안으로 연장된다. 제 2 의 캐뉼러(52)는 뭉툭한 단부(56)를 가진 제 2 의 내부 말단(54)을 가진다. 뭉툭한 단부(56)는 제 1 캐뉼러(36)의 제 1 내부 말단(44)에 근접하기 위하여 홈(26) 안에 개구를 둘러싼다. 제 2 캐뉼러(52)는 환자쪽이 아닌 경사 단부(60)를 가지는 외부 말단(58)을 더 구비한다. 제 2 의 캐뉼러(52)는 하우징(12)을 통하여 신장된 유체 통로를 형성하기 위하여 유체 유출 단부(16)로부터 외측으로 연장된다. 환자쪽이 아닌 경사 단부(60)는 외부 말단(58)을 덮는 시일 가능한 슬리이브(61)를 더 구비한다.
하우징(12)의 유체 유출 단부(16)는 외측으로 연장된 실린더형 돌출부(66)를 가지는 디스크와 같은 베이스(64)를 구비한다. 베이스(63)는 고리형 플랜지(68)를 구비하는데, 고리형 플랜지는 계면(80)을 형성하도록 유체 유입 단부(14)의 고리형 숄더(20)와 협동하여 안착된다. 단부들은 접착제 또는 그와 유사한 것과 같은 적절한 고정 수단에 의해서 계면(80)을 따라서 함께 고정될 수 있다.
도 4 에 도시된 바와 같이, 유체 유출 단부(16)가 바람직스럽게는 바늘 조립체(10)를 고정구(78)에 고정시키는 수단을 구비한다. 그러한 수단은 복수개의 헬리컬 나선(82)들을 구비한다. 맞춰지는 나선들의 시스템이 여기에 도시되었을지라도, 본 발명의 실시에 도움이 되는 그 어떤 부착 수단이라도 이용될 수 있다.
하우징(12)은 조립체의 사용자가 용이하게 챔버(22)의 내부를 볼 수 있도록 투명하거나 또는 반투명한 재료로부터 구성된다. 반투명하고 견고한 플라스틱이 소망스럽지만, 도 2 에 도시된 바와 같은 윈도우(100)와 같은 윈도우들이나 다양한 시일된 포트(sealed port)들이 사용될 수 있어서 사용자가 챔버(22)내의 내용물을 볼 수 있다.
도 4 에 도시된 바와 같이, 종래의 정맥 천자 과정 동안에, 고정구(78)에 연결된 바와 같은 바늘 조립체(10)는 환자의 피부를 관통하여 정맥으로의 진입을 만든다. 플래시백 챔버(22)는 챔버(22) 안에 충분한 공간을 제공하여 정맥의 진입과 관련된 순간적인 플래시백의 시각화를 위하여 혈액이 내부 말단(44)을 지나서 홈(26) 안으로 유동할 수 있게 한다. 이러한 방식으로, 사혈 전문의는 정맥의 진입이 제 1 의 캐뉼러(36)에 의해 만족스럽게 달성되었다는 것을 거의 순간적인 시각적 표시로 알게 된다. 따라서, 만족스러운 정맥의 진입시에, 챔버(22) 안에서 대기압하에 있는 공기는 정맥의 압력의 영향에 기인하여 압축을 겪게 된다. 정맥의 압력은 챔버(22)내의 대기압보다 크기 때문에, 혈액은 그 안으로 유동하여 제 2 내부 말단(54)의 개구를 덮는다. 일단 챔버(22) 내의 압력과 정맥의 압력이 동등하면 혈액의 유동은 중지된다.
일단 정맥의 진입이 사혈 전문의에 의해 시각적으로 확인되었다면, 비어져 있는 콘테이너(70)는 다음에 고정구(78) 안으로 삽입됨으로써 제 2 캐뉼러(52)의 경사(60)는 도 5 에 도시된 바와 같이 정지부(72)를 관통한다. 제 2 의 캐뉼러(52)에 의해 진공 부분(79)의 안으로 진입시에, 음압의 그래디언트(gradient)가 바늘 조립체에 전달된다. 콘테이너 안의 낮은 압력은 혈액이 정맥으로부터 콘테이너 안으로 유동하게 한다. 음압의 그래디언트의 영향하에서, 축방향으로 정렬된 캐뉼러(36,52)는 혈액이 콘테이너(70) 안으로 유동하기 위한 차단되지 않은 경로를 제공한다. 홈(26)과 챔버(22) 안에 존재하는 혈액은 챔버(22) 안의 음압 그래디언트 때문에 제 2 내부 말단(54)의 개구를 통하여 콘테이너(70) 안으로 유인된다. 이러한 것이 발생될 때, 챔버(22)와 홈(26) 안의 압력은 환자의 정맥 압력 아래로 떨어져서, 보다 높은 정맥 압력이 홈(26)과 챔버(22)를 정맥 압력으로 다시 가압하게 될 것이다. 정미의 효과는 홈(26) 안에서 맥동하는 혈액의 작은 기둥(column)이 개구를 폐쇄하도록 시도하여 제 2 의 내부 말단(54)에 의해 콘테이너(70) 안으로 유인되는 챔버(22)내의 공기를 최소화시킨다. 대응하는 다중의 샘플들이 단일의 바늘 조립체(10)를 사용하여 얻어질 수 있도록 혈액은 다중의 비어진 콘테이너들 안으로 수집될 수 있다. 정맥 천자 과정은 제 1 의 캐뉼러(36)를 환자의 정맥으로부터 제거함으로써 종료된다.
본 발명의 다른 구현예는 도 6 내지 도 8 에 도시되어 있으며, 도 1 내지 도 5 의 구성 요소들과 실질적으로 동일한 많은 구성 요소들을 구비한다.
도 6을 참조하면, 대안의 구현예는 하우징(212)을 가진 바늘 조립체에 관한 것인데, 상기 하우징은 유체 유입 단부(214), 유체 유출 단부(216) 및 단부들 사이에 연장된 절두체 형상의 외부 벽(218)을 가진다. 외부 벽(218)은 외측 챔버(220)를 한정한다. 하우징(212)은 유체 유입 단부(214)와 유체 유출 단부(216) 사이의 대부분의 거리에 걸쳐 실린더형의 외부 벽(218)과 실질적으로 동심선상으로 유체 유출 단부(214)로부터 외측 챔버(220) 안에서 연장되는 실린더형의 외부 벽(224)을 더 구비한다. 실린더형 내부 벽(224)의 개방된 단부는 하우징(212)의 유출 단부(216)로부터 단지 약 1.15 mm 의 거리 "a" 로 이격된다. 실린더형 내부 벽(224)은 플래시백 챔버(226)를 한정한다. 신장된 플래시백 챔버(226)는 여기에서 설명되는 바와 같이 이전의 흡인으로부터 하우징(212) 안에 잔류된 혈액을 비어있는 새로운 튜브로 흡인하는 빨대(straw)와 같이 작용한다.
바늘 조립체(210)는 또한 유체 유입 캐뉼러(236)를 구비하는데, 상기 유체 유입 캐뉼러는 예리한 경사를 한정하는 외부 단부(240)와 하우징(212)의 유체 유입 단부(214) 안에 고정되게 장착된 내부 단부(244)를 가진다. 유체 유입 캐뉼러(236)는 실질적으로 실린더형의 도관(lumen,248)을 특징으로 하는데, 도관은 단부들 상에 연장되고 하우징(212)의 내부와 소통된다.
바늘 조립체(210)는 유체 유출 캐뉼러(252)를 더 구비한다. 유출 캐뉼러(252)는 뭉툭한 내부 단부(254), 예리한 경사를 한정하는 외부 단부(260) 및, 단부들 사이에 연장되는 실질적으로 실린더형인 도관(262)을 구비한다. 단부들 사이의 유출 캐뉼러(252)의 부분들은 하우징(212)의 유출 단부(216) 안에 안정되고 고정된다. 유출 캐뉼러(252)는 내부 단부(254)가 실질적으로 내부 벽(224) 안으로 통과되도록 그리고 유출 캐뉼러(252)의 내부 단부(254)가 유입 캐뉼러(236)의 내부 단부(244)와 실질적으로 축방향으로 정렬되도록 장착된다. 더욱이, 유출 캐뉼러(252)의 내부 단부(254)는 유입 캐뉼러(236)의 내부 단부(244)로부터 단지 작은 거리로 이격된다. 유입 캐뉼러와 유출 캐뉼러(236,252) 사이의 이러한 거리 "b" 가 바람직스럽게는 0.3 mm 와 1.2 mm 사이이며 가장 바람직스럽게는 약 1.0 mm 이다. 유출 캐뉼러(252)의 내부 단부(254)와 유입 캐뉼러(236)의 내부 단부(244) 사이의 축방향 갭(gap)이 0.5 mm 보다 작은 것은 불일치되는 플래시백을 초래할 수 있다. 다른 한편으로, 1.2 mm 보다 큰 갭은 하우징(212)으로부터 비어있는 튜브 안으로 보다 많은 공기를 흡인시키는 결과를 초래할 수 있다.
실린더형 내부 벽(224)은 유출 캐뉼러(252)에 대하여 조립체(210)를 통한 혈액의 소망스런 유동을 달성하고 그리고 효과적인 플래시백의 표시를 달성하도록 치수가 정해진다. 특히, 실린더형 내부 벽(224)이 바람직스럽게는 도 6에서 치수 "c" 로 표시된 바와 같이 약 0.2 mm 인 유출 캐뉼러(252) 둘레의 반경 방향 갭을 제공하도록 치수가 정해진다. 이러한 갭은 플래시백 챔버(226) 안에 실질적으로 층류인 혈액 유동을 달성하며 혈액의 용혈을 방지한다. 더욱이, 실린더형의 내측 벽(224)과 외측 캐뉼러(252) 사이의 작은 반경 방향의 갭은 혈액의 방울이 플래시백 챔버(226) 안의 반경 방향 갭을 가로질러서 얇게 펼쳐질 수 있게 하여 혈액의 매우 적은 체적을 가지고 확대된 플래시백의 표시를 제공한다. 따라서, 용이하게 시각화된 플래시백의 표시는 유입 캐뉼러(236)의 내부 단부(244)로부터 혈액이 처음 나타났을 때 급속하게 달성된다. 작은 반경의 갭은 도 8 에 도시된 바와 같이 하우징(212)으로부터 비어있는 튜브(270) 안으로의 공기 흡인을 더욱 감소시키도록 혈액과 실린더형 내부 벽(224)의 내측 표면 사이의 표면 점착을 증가시키는 것으로 밝혀졌다.
바늘 조립체(210)는, 시일 가능한 슬리이브(261)가 편향되지 않은 조건에 있을 때 유출 캐뉼러(252)의 외부 단부(258)를 덮으며 하우징(212)의 유체 유출 단부(216)에 장착된 시일 가능한 슬리이브(261)를 더 구비한다. 그러나, 유출 캐뉼러(252)의 외부 단부(260)를 시일 가능한 슬리이브(261)와 비어있는 튜브(270)의 정지부(272)를 통하여 강제하도록, 시일 가능한 슬리이브(261)는 비어있는 튜브(270)의 정지부(272)에 의해 가해진 압력에 응답하여 접혀질 수 있다.
통상적인 정맥 천자 동안에 도 7 에 도시된 바와 같이, 바늘 조립체(210)는 고정구(278)에 연결되고 환자의 피부를 관통하여 정맥의 진입을 만들게 된다. 플래시백 챔버(226)는 성공적인 정맥의 진입을 나타내며 하우징(212) 안에 존재하는 공기의 흡인을 감소시킨다. 따라서, 만족스러운 정맥의 진입시에, 챔버(220)내의 대기압인 공기는 정맥의 영향에 기인한 압축을 겪게 된다. 정맥의 압력은 챔버(220) 안에서 대기압을 초과하기 때문에, 혈액은 그 안으로 유동한다. 일단 챔버(220) 안의 압력과 정맥의 압력이 같아지면 혈액 유동은 중지된다.
일단 정맥의 진입이 사혈 전문의에 의해서 시각적으로 확인되면, 비어져 있는 콘테이너(270)는 제 2 캐뉼러(252)의 외부 단부(260)가 도 8 에 도시된 바와 같이 정지부(272)를 관통하도록 고정구(278) 안으로 삽입된다. 제 2 의 캐뉼러(252)에 의해 진공 부분(279) 안으로 진입시에, 음압 그래디언트는 챔버(220,226)들로 전달된다. 콘테이너(270) 안의 낮은 압력은 혈액이 챔버(220,226)들로부터 콘테이너(270) 안으로 유동하게 한다.
위에 설명된 바늘 조립체들은 통상적인 용도를 위해서 소망스럽게는 작아야 하지만, 신뢰성 있고 급속한 플래시백을 보장하도록 구성되어야 한다. 위에 설명되고 도시된 바늘 조립체에서 플래시백의 발생은 이상 기체의 법칙에 따라서 작용한다. 특히, 매우 낮은 밀도에서 모든 기체들과 증기들은 이상 기체의 행동에 근접하고 다음의 보일과 찰스의 법칙을 근접하게 따른다.
P1V1 = P2V2
여기에서, P1 은 바늘 삽입 이전의 바늘 조립체 안의 공기 압력을 표시한다.
P2 는 정맥 진입 이후에 바늘 조립체 안의 공기 압력을 표시한다.
V1 은 정맥 진입 이전에 바늘 조립체의 공기 체적을 표시한다.
V2 는 정맥 진입 이후에 바늘 조립체 안의 공기 체적을 표시한다.
디자인 파라메터들(design parameters)은 이전의 방정식에 의해 특정된 바와 같이 적절한 체적을 보장하면서, 용이한 사용을 위해서 가능한 한 작은 바늘 체적을 유지하여야 한다. 도 9 및 도 10 은 이상 기체 법칙의 적용을 서술할 목적으로 도 6 내지 도 8 의 바늘 조립체(210)의 개략적인 표현을 제공한다. 이와 관련하여, A 는 유입 캐뉼러(236)를 통한 도관(248)의 체적을 나타낸다. B 는 외측 챔버(220), 유입 챔버(226), 유출 캐뉼러(252)를 통한 도관(242) 및, 시일 가능한 슬리이브(261)의 전체 체적을 나타낸다. 다시 선행의 방정식을 참조하면, P1 은 사용 이전의 바늘 조립체(210) 안의 압력이고, 따라서 실질적으로 대기압과 같다. 대기압은 시간에 따라서 그리고 장소에 따라서 약간 변화할 것이다. 그러나, 이러한 해석의 목적으로, 대기압(P1)은 760 mm Hg 로 가정될 것이다. P2 는 선행의 방정식에서 정맥 진입 이후의 바늘 조립체(210) 안의 데드 공간의 체적이다. 보다 특정적으로, 정맥 진입 이후에, 혈액은 유입 캐뉼러(236)의 도관(248)을 충전시킬 것이며, 그에 의해서 바늘 조립체(210)의 나머지 부분에서 개스에 의해 점유된 체적을 감소시키고 따라서 바늘 조립체(210)의 나머지 부분에서 공기의 압력을 증가시킨다. 도 6 내지 도 10 에 대략적으로 도시된 치수들을 가지는 바늘 조립체는 (지혈대를 가지고) 정맥 압력이 약 790 mm Hg 인 압력(P2)을 가질 것이다. 이전의 방정식에서 V1 은 사용 이전에 바늘 조립체(210) 안의 전체 데드 공간의 체적을 한정하며, 따라서 도 9 에 도시된 바와 같이 A+B 와 같을 것이다. V2 는 도 10 에 도시된 바와 같이 유입 캐뉼러(236)의 도관(248)이 혈액으로 채워진 상태에서 정맥 진입 이후에 장치 안의 데드 공간을 한정한다. 따라서 V2 는 선행의 방정식에서 B 와 같을 것이다. 이러한 입력 파라메터들은 이상 기체 법칙의 공식을 적용하는데 있어서 나타낸 바와 같이 바늘 조립체(200)의 개별 구성부들에 대한 최소한의 소망되는 크기를 한정하는데 채용될 수 있다.
P1V1=P2V2
P1/P2=V2/V1
760/790 =B/(A+B)
0.962=B/(A+B)
0.962(A+B)=B
0.038B=0.962A
B=25.3A
따라서, 하우징(212), 유출 캐뉼러(252) 및 슬리이브(261) 안의 데드 공간이 바람직스럽게는 유입 캐뉼러(236)를 통한 도관(248)에 의해 한정된 공간의 적어도 25.3 배이며, 가장 바람직스럽게는 도관(248) 체적의 약 26 배이다.
만족스러운 정맥의 진입시에, 하우징(212) 안의 공기는 정맥 압력의 영향하에 가압되며, 그에 의해서 혈액은 시각화를 위하여 내측 챔버(220) 안으로 유동할 수 있다. 일단 하우징(212) 안의 압력이 정맥 압력과 같다면, 혈액의 유동은 정지되어, 유출 캐뉼러(252)의 내측 단부(254)를 덮는다.
비어져 있는 튜브가 유출 캐뉼러(252)와 소통 상태로 배치될 때 즉각적인 응답은 도 8 에 도시된 바와 같이 혈액과 공기를 정맥과 하우징(212)으로부터 튜브(270) 안으로 끌어당긴다. 최고의 압력 그래디언트는 항상 정맥과 비어져있는 튜브(270) 사이에 유지된다. 축방향으로 정렬된 유입 캐뉼러(236)와 유출 캐뉼러(252)는 정맥으로부터 비어져 있는 튜브(270) 안으로의 혈액 유동을 위한 차단되지 않은 경로를 제공하였다. 역으로, 하우징(212) 안의 공기는 유출 캐뉼러(252)로의 비뚤어진 경로를 가지며 하우징(212)으로부터 유출 캐뉼러(252)로의 공기의 유동은 유입 캐뉼러와 유출 캐뉼러(236,252)들 각각의 사이에서 축방향으로 차단되지 않은 혈액의 유동에 의해 우회된다. 하우징(212) 안의 일부 공기가 비어있는 튜브(270) 안으로 당겨질 때, 하우징(212) 안의 압력은 정맥 압력 아래로 떨어진다. 따라서, 하우징(212)이 정맥 압력으로 다시 가압될 때까지 더 이상의 공기 손실이 방지되며, 하우징(212) 안의 압력이 정맥 압력과 같을 때까지 혈액은 플래시백 챔버(226) 안에서 유동한다. 상기에 설명된 하우징(212) 안에서의 가압과 가압의 역학은 플래시백 챔버(226) 안에서 맥동하는 혈액의 기둥을 초래하며, 따라서 비어져있는 튜브(270) 안으로 공기 흡인을 최소화시킨다.
이전의 구현예들은 구조적으로 분리된 유입 및 유출 캐뉼러들을 도시하는데, 이들은 서로 축방향으로 정렬되고 서로 단부와 단부가 근접한 관계로 배치된다. 그러나, 위에서 설명된 본 발명의 원리는 플래시백 챔버 안에서 횡단 홈 또는 통공이 형성된 단일의 캐뉼러를 가지고 달성될 수도 있다. 예를 들면, 도 11 은 하우징(312)을 가진 바늘 조립체(310)를 개략적으로 도시하는데, 하우징은 실질적으로 위에서 설명되고 도시된 하우징(212)과 동일하다. 바늘 조립체(310)는 단일의 이중 단부 바늘 캐뉼러(336)가 제공되고 전체적으로 하우징(312)을 통하여 통과된다는 점에서 바늘 조립체(210)와 상이하다. 보다 상세하게는, 바늘 캐뉼러(336)가 정맥으로의 진입 단부(338), 환자쪽이 아닌 단부(340) 및 그 사이에 연장된 도관(342)을 구비한다. 내측 벽(324) 안의 캐뉼러(336)의 부분들은 홈이나 또는 통공(344)을 구비하여 내측 벽(324) 안의 플래시백 챔버(336)와 도관(342) 사이에 소통을 제공한다. 바늘 조립체(310)는 위에서 설명되고 도시된 바늘 조립체(210)와 실질적으로 같은 방식으로 기능한다.
상대적인 치수상의 계산, 체적들 및 압력들이 제 2 의 구현예와 관련하여 수행되었을지라도, 동일한 이론이 제 1 구현예 및, 플래시백 챔버를 가진 다른 도시되지 않은 바늘 조립체들에 적용된다. 따라서, 첨부된 청구항들에 의해 한정된 바로서의 범위는 도시된 특정의 구현예에 제한되지 않는다. 당업자는 본 발명의 범위와 사상으로부터 이탈함이 없이 다양한 다른 변형들 및 수정을 이룰 수 있으며, 그러한 변형 및 수정들은 본 발명의 범위 안에 속하는 것으로서 의도된다.
본 발명은 의료 분야에서 사혈 전문의가 혈액을 얻을 때 정맥으로의 진입이 이루어졌는지를 판단하는데 유용하게 이용될 수 있다.

Claims (18)

  1. 유입 단부, 유출 단부 및 상기 단부들 사이에 형성된 챔버를 가지는 하우징;
    반대편의 외부와 내부 단부들 및 상기 외부와 내부 단부들 사이에 연장된 도관(lumen)을 가지는 유입 캐뉼러로서, 상기 유입 캐뉼러의 상기 외부 단부가 상기 하우징의 외부에 있도록 그리고 상기 유입 캐뉼러를 통한 도관이 상기 챔버와 소통되도록 상기 하우징에 장착되는 유입 캐뉼러;
    반대편의 내부와 외부 단부들 및 상기 외부와 내부 단부들 사이에 연장된 도관을 가지는 유출 캐뉼러로서, 상기 유출 캐뉼러의 상기 외부 단부가 상기 하우징의 외부에 있도록 그리고 상기 유출 캐뉼러의 상기 도관이 상기 챔버와 소통될 수 있도록 장착되는 유출 캐뉼러;
    상기 하우징의 외부에 배치된 상기 유출 캐뉼러의 부분들 위에 장착된 시일 가능한 슬리이브;를 구비하고,
    상기 시일 가능한 슬리이브, 상기 유출 캐뉼러의 상기 도관 및 상기 하우징의 상기 챔버는, 상기 유입 캐뉼러의 상기 외부 단부에 근접하여 정맥 진입의 급속한 표시를 달성하도록 상기 유입 캐뉼러의 상기 도관에 의해 한정된 체적보다 충분히 큰 결합 체적을 한정하는 것을 특징으로 하는 바늘 조립체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 시일 가능한 슬리이브, 상기 유출 캐뉼러의 상기 도관 및 상기 챔버의 상기 결합된 체적은 대략 상기 유입 캐뉼러의 상기 도관의 상기 체적의 대략 26 배인 것을 특징으로 하는 바늘 조립체.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 시일 가능한 슬리이브, 상기 유출 캐뉼러의 상기 도관 및, 상기 챔버의 상기 결합된 체적은, 상기 유입 캐뉼러의 상기 도관이 유체로 채워졌을 때 상기 바늘 조립체 안의 압력과 사용 이전의 상기 바늘 조립체 안의 압력의 비율로 곱해진 상기 바늘 조립체의 사용 이전 체적의 곱과 적어도 같은 것을 특징으로 하는 바늘 조립체.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 유입 캐뉼러의 상기 도관은 상기 유출 캐뉼러의 상기 도관과 실질적으로 축방향으로 정렬되는 것을 특징으로 하는 바늘 조립체.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 유입 캐뉼러는 대략 0.5 mm 와 1.2 mm 사이의 거리로 상기 유출 캐뉼러로부터 이격된 것을 특징으로 하는 바늘 조립체.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 유입 캐뉼러는 대략 1.0 mm 의 거리로 상기 유출 캐뉼러로부터 이격된 것을 특징으로 하는 바늘 조립체.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 하우징의 상기 유입 단부로부터 연장되고 상기 챔버 안에 배치된 플래시백 챔버를 더 구비하고, 상기 플래시백 챔버 벽은 상기 유출 캐뉼러의 상기 내부 단부와 상기 유입 캐뉼러의 상기 내부 단부를 둘러싸는 것을 특징으로 하는 바늘 조립체.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 플래시백 챔버 벽은 대략 0.2 mm 인 상기 유출 캐뉼러와 상기 유입 캐뉼러 둘레의 반경 방향 갭을 한정하도록 치수가 정해지는 것을 특징으로 하는 바늘 조립체.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 플래시백 챔버 벽은 상기 하우징의 상기 유출 단부와 상기 유입 단부 사이의 대부분의 거리로 연장되는 것을 특징으로 하는 바늘 조립체.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 플래시백 챔버의 벽은 약 1.15 mm 의 거리로 상기 하우징의 상기 유출 단부로부터 이격된 것을 특징으로 하는 바늘 조립체.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 유입 캐뉼러는 대략 0.5 mm 와 1.2 mm 사이의 거리로 상기 유출 캐뉼러로부터 이격된 것을 특징으로 하는 바늘 조립체.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 하우징의 상기 유입 단부에서 유입 단부 벽을 구비하고, 상기 유입 캐뉼러는 상기 유입 단부 벽 안에 고정되게 장착되며, 상기 유입 캐뉼러와 상기 챔버 사이의 상기 유입 단부 벽의 부분들은 홈을 한정하고, 상기 유출 캐뉼러는 상기 유출 캐뉼러의 상기 내부 단부가 상기 홈 안에 있도록 상기 챔버를 통해 연장되는 것을 특징으로 하는 바늘 조립체.
  13. 제 12 항에 있어서,
    홈은 상기 홈 안으로 연장된 상기 유출 캐뉼러의 부분을 둘러싸는 고리형 공간을 한정하도록 치수가 정해지는 것을 특징으로 하는 바늘 조립체.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징은 공기 배출구가 없는 것을 특징으로 하는 바늘 조립체.
  15. 배출구가 없는 챔버를 한정하도록 유입 단부 벽, 유출 단부 벽 및, 상기 유입 단부 벽과 유출 단부 벽들 사이에서 연장되는 실질적으로 튜브형인 외부 벽을 가지는 하우징으로서, 실질적으로 튜브형인 플래시백 챔버 벽이 상기 유입 단부 벽으로부터 상기 유출 단부 벽을 향하여 연장되고, 상기 튜브형 외부 벽과 상기 플래시백 챔버 벽의 적어도 일부분들이 실질적으로 투명한 재료로부터 형성되는, 하우징;
    반대편의 외부 단부와 내부 단부 및 상기 단부들 사이에서 연장된 도관을 가지는 유입 캐뉼러로서, 상기 유입 캐뉼러의 상기 외부 단부가 상기 하우징의 외부에 있도록, 그리고 상기 유입 캐뉼러를 통한 상기 도관은 상기 플래시백 챔버 벽에 의해 둘러싸인 상기 챔버의 부분들과 소통되도록 상기 유입 캐뉼러는 상기 유입 단부 벽 안에 장착되는, 유입 캐뉼러;
    반대편의 내부 단부와 외부 단부 및 상기 단부들 사이에 연장된 도관을 가지는 유출 캐뉼러로서, 상기 유출 캐뉼러의 상기 외부 단부는 상기 하우징의 외측에 있도록 그리고 상기 유출 캐뉼러의 상기 내부 단부는 상기 유입 캐뉼러의 상기 내부 단부와 정렬되도록 상기 유출 캐뉼러가 상기 유출 단부 벽 안에 장착되는, 유출 캐뉼러;
    상기 하우징의 외측에 배치된 상기 유출 캐뉼러의 부분들 위에 장착된 시일 가능한 슬리이브;를 구비하고,
    상기 챔버는, 상기 플래시백 챔버 벽에 의해 둘러싸인 부위내에서 정맥 진입의 급속한 표시를 달성하기 위하여, 상기 시일 가능 슬리이브, 상기 유출 캐뉼러의 상기 도관, 상기 유입 캐뉼러의 상기 도관의 체적들에 상대적인 체적을 한정하도록 형성된 것을 특징으로 하는 혈액 수집 바늘 조립체.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 시일 가능한 슬리이브, 상기 유출 캐뉼러의 상기 도관 및 상기 챔버의 결합된 체적은 상기 유입 캐뉼러의 상기 도관의 상기 체적의 대략 26 배인 것을 특징으로 하는 혈액 수집 바늘 조립체.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 유입 조립체는 대략 0.5 mm 와 1.2 mm 사이의 거리로 상기 유출 캐뉼러로부터 이격된 것을 특징으로 하는 혈액 수집 바늘 조립체.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 플래시백 챔버 벽은 대략 0.2 mm 인 상기 유출 캐뉼러와 상기 유입 캐뉼러 둘레의 반경 방향 갭을 한정하도록 치수가 정해지는 것을 특징으로 하는 혈액 수집 바늘 조립체.
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