АВТОМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТСАСЫВАНИЯ ЖИДКОСТИ Российский патент 1995 года по МПК A61M1/00 

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к автоматическим отсосам крови, используемым в хирургии, а также в других областях медицины, связанных с отсасыванием жидкостей из полостей организма.

Известен отсасыватель хирургический, содержащий источник вакуума, заборник крови, соединительные магистрали и приемную емкость с крышкой, которая в свою очередь содержит корпус, входной и выходной штуцеры, предохранительный клапан.

Недостатком данной конструкции отсасывателя является невозможность повторного использования отсасываемой крови из-за повышенной травмы, которая возникает из-за отсутствия систем автоматического поддержания и регулирования режима всасывания, а также системы предотвращения разбрызгивания крови.

Известен также вакуумный медицинский флакон, где снижение травмы крови происходит за счет применения системы снижения вспенивания крови в приемной емкости. Снижение вспенивания крови достигается за счет отделения пузырьков воздуха, попадаемых в отсасываемую кровь при неполностью погруженном входном отверстии заборника крови, непосредственно на входе в приемную емкость.

Данная конструкция отсасывателя все же не позволяет полностью избежать вспенивания крови при ее низком уровне в приемной емкости и при максимально допустимых значениях разрежения в процессе отсасывания. В данном устройстве невозможно поддерживать постоянный режим всасывания при появлении препятствий на входе в отсос.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является аппарат для собирания жидкостей организма, который содержит источник вакуума, заборник жидкости, соединительные магистрали, приемную емкость с входным и выходным штуцерами, установленными в крышке, предохранительный клапан и блок автоматического управления режимом всасывания, включающий управляемый воздушный клапан и механический датчик давления, мембрана которого имеет регулятор жесткости и связана с выключателем, причем заборник жидкости соединен с входным штуцером, а выходной штуцер через тройник соединен с замкнутой полостью датчика давления и источником вакуума, электропитание которого реализовано через выключатель, связанный с мембраной датчика. Наличие автоматического блока в данном устройстве позволяет автоматически ослаблять разрежение отсасывания в случае появления препятствий на входе в аппарат, поддерживая постоянным режим всасывания.

Недостатком данного устройства является то, что блок автоматического управления представляет собой механоэлектрическую конструкцию, что увеличивает время срабатывания автоматики, тем самым сохраняя существенные колебания разрежения в приемной емкости. Предохранительный клапан, исключающий переполнение приемной емкости, установлен с возможностью перекрытия подачи вакуума в приемную емкость при максимальном уровне жидкости в ней. Такая схема установки предохранительного клапана может приводить к попаданию отсасываемой жидкости в пневмомагистраль при его перекосе, либо к его заклиниванию в закрытом положении за счет подсоса из вакуумной системы. Кроме того, отсутствие в отсосе звуковой сигнализации при заполнении приемной емкости заставляет обслуживающий персонал постоянно следить за уровнем жидкости в приемной емкости, необоснованно отвлекая свое внимание.

Целью изобретения является исключение травмы крови при отсасывании за счет достижения оптимального режима всасывания благодаря автоматизации этого процесса.

Указанная цель достигается тем, что корпус крышки приемной емкости выполнен разъемным и содержит верхнюю и нижнюю части, между которыми установлена упругая мембрана, регулятор жесткости которой объединен с воздушным клапаном, причем верхняя часть корпуса крышки имеет отверстия для сообщения камеры над мембраной с атмосферой, а в нижней части установлены входной и выходной штуцеры и предохранительный клапан, причем входной штуцер установлен в отверстии, выполненном с наклоном к основанию, и внутренним концом соединен с приемной трубкой, выполненной изогнутой с отведением в верхней части и внутренним диаметром, превышающим внутренний диаметр входного штуцера, а выходной штуцер установлен в отверстии, которое имеет сообщение с камерой под мембраной и внутренним объемом приемной емкости, причем предохранительный клапан установлен в углублении нижней части корпуса крышки, связанном с каналом для выхода в атмосферу, который содержит аэродинамический источник звука. Кроме того, в нижней части корпуса крышки установлен второй аварийный регулируемый клапан сброса разрежения, превышающего максимально допустимые величины, и второй аэродинамический источник звука, настроенный на другую тональность.

Таким образом по сравнению с прототипом, предлагаемое автоматическое устройство для отсасывания жидкости имеет следующие существенные отличительные признаки:
воздушный клапан не имеет электрического привода и объединен с регулятором жесткости мембраны, которая установлена в разъемном корпусе крышки приемной емкости;
приемная трубка приемной емкости выполнена изогнутой с наклоном к основанию и содержит отведение в верхней части для приложения рабочего разрежения и отвода воздушных фракций, выделенных из отсасываемой крови;
предохранительный клапан установлен с возможностью в открытом состоянии снижать рабочее разрежение приемной емкости за счет подсоса атмосферного воздуха;
наличие звуковой сигнализации при заполнении приемной емкости.

Объединение воздушного клапана с регулятором жесткости мембраны механического датчика давления позволяет сделать конструкцию отсасывателя более компактной и исключить электрическую часть (выключатель, электропровод воздушного клапана) из автоматического процесса. Этим достигается уменьшение времени срабатывания системы при отклонениях от выставленного режима, что в свою очередь приводит к уменьшению пульсаций разрежения в приемной емкости до минимума, исключив соответственно травму от этого фактора.

Оригинальная конструкция приемной трубки приемной емкости позволяет, во-первых, благодаря различным внутренним диаметрам входного штуцера и приемной трубки снизить скорость движения крови на участке за входным штуцером, во-вторых, благодаря наклону приемной трубки к основанию снизить инерционность крови при ее падении в приемную емкость, т.е. добиться ее плавного стекания по стенкам этой приемной трубки и, в-третьих, благодаря наличию отведения в верхней части осуществить в самой трубке отделение воздушных фракций из отсасываемой крови выведение их по этому колену. Все это позволит исключить вспенивание и разбрызгивание крови в приемной емкости за счет отделения воздушных фракций от порций крови на начальных участках и обеспечения плавного стекания крови на дно приемной емкости.

Установка предохранительного клапана с возможностью в открытом состоянии запустить внешний или атмосферный воздух в приемную емкость, а не перекрывать подачу вакуума, как в прототипе, позволяет гарантировано прекращать процесс отсасывания без возможных нежелательных явлений, таких как заклинивание и перекос клапана. Такая высоконадежная работа предохранительного клапана в предлагаемой конструкции будет в конечном итоге защищать от нежелательных явлений, являющихся причиной дополнительной травмы крови. Наличие звуковой сигнализации позволит вовремя сообщить о заполнении приемной емкости, делая процесс отсасывания полностью автоматическим.

Исключение травмы крови за счет автоматизации процесса отсасывания во время хирургических операций позволит пациенту самому стать для себя донором, снизив до минимума или исключив необходимость применения посторонней донорской крови. Такой подход ведет к разрешению проблем, связанных с переливанием чужеродной крови, центральной из которых является вероятность заражения СПИДом. Кроме того, автоматическое отсасывание, которое реализовано в предлагаемом устройстве, может само по себе стать источником донорской крови с последующей, при необходимости, ее переработкой.

На чертеже показано предлагаемое автоматическое устройство для отсасывания жидкости.

Устройство содержит приемную емкость 1 и разъемную крышку 2. К приемной емкости крышка крепится посредством защелок 3, которые подтягивают верхнюю часть 4 крышки и нижнюю часть 5 с уложенной между ними мембраной 6 к горловине приемной емкости. Для увеличения жесткости мембрана снизу подпружинена пружиной 7. Защелки фиксируются на верхней части крышки и заводятся в отвороты хомута 8, охватывающего горловину приемной емкости. При этом нижняя часть крышки плотно садится на горловину, а мембрана герметично зажимается между верхней и нижней частями крышки, деля внутреннее пространство крышки на две воздушные камеры. Камера 9 над мембраной через отверстия 10 в крышке сообщается с атмосферой, а камера 11 под мембраной через канал 12 и выходной штуцер 13 сообщается как с источником разрежения 14, так и через отверстие 15 с внутренним объемом приемной емкости. В отверстие 15 также выведен канал 16, сообщающийся с вакуумметром 17, установленным в нижней части крышки. Вакуумметр необходим для визуального контроля рабочего разрежения при его регулировании и во время работы. Роль воздушного клапана, объединенного с регулятором жесткости мембраны, выполняет установленный в центральной части мембраны жиклер 18 и регулировочный винт 19, коническая часть которого перекрывает отверстие 20 этого жиклера. Регулировочный винт завинчен в верхнюю часть корпуса крышки с возможностью фиксирования его в выставленном после регулирования положении посредством контргайки 21. Входной штуцер 22 фиксируется в нижней части корпуса крышки и стыкуется посредством гибкой магистрали 23 с заборником крови 24. На внутреннем конце входного штуцера закрепляется приемная трубка 25 с отведением 26 и удлинительным шлангом 27, опущенным на дно приемной емкости. Предохранительный клапан 28 также фиксируется в нижней части корпуса крышки и содержит седло 29, запорный элемент 30, шток 31 и поплавок 32, а пространство над клапаном через канал 33 сообщается с атмосферой, причем в этом канале установлен свисток 34, выдающий звуковой сигнал при возникновении расхода воздуха по каналу 33 в момент открытия предохранительного клапана.

Дополнительно в нижней части корпуса крышки в канале 35 установлен второй аварийный регулируемый клапан 36 сброса разрежения, превышающего максимально допустимые величины, и второй генератор звука 37, настроенный на другую тональность и выдающий звуковой сигнал при возникновении расхода воздуха по каналу 35 в момент открытия аварийного клапана.

Автоматическое устройство для отсасывания жидкости работает следующим образом.

После закрепления хомута 8 на горловине приемной емкости 1, установки нижней части 5 крышки на приемную емкость, установки мембраны 6 и верхней части 4 крышки с последующей их стяжкой посредством защелок 3 к входному штуцеру 22 подстыковывают магистраль 23 с заборником крови 24, а к выходному штуцеру 13 магистраль от источника разрежения 14. Включают вакуумный компрессор и регулировочным винтом 19 при неполностью пережатом входном отверстии заборника крови изменяют жесткость мембраны, соответствующую требуемому значению поддерживаемого разрежения в приемной емкости. Жесткость мембраны и соответственно значение регулируемого разрежения выше при завинчивании винта, ниже при вывинчивании. Выставленное значение разрежения контролируют по вакуумметру 17, а затем регулировочный винт фиксируют в выставленном положении контргайкой 21. Отсасыватель готов к работе.

При погружении заборника крови в жидкость возникает сопротивление во входной магистрали, способствующее росту разрежения в приемной емкости. При значениях разрежения выше отрегулированного мембрана смещается, отверстие жиклера открывается и повышенное разрежение в приемной емкости компенсируется впускаемым через отверстия 10 и 20 атмосферным воздухом. После такой компенсации мембрана смещается обратно благодаря своей упругости и действию пружины 7. При этом отверстие жиклера перекрывается конической частью регулировочного винта, прекращая поступление атмосферного воздуха в приемную емкость. Таким образом, колебания разрежения, возникаемые при работе с отсасывателем, демпфируются подачей атмосферного воздуха во внутренний объем приемной емкости, исключая травму крови, вызванную нескомпенсированными забросами рабочего разрежения.

Исключение травмы крови при движении по магистрали и в приемной емкости отсасывателя достигается следующим образом. Под действием постоянного значения разрежения, прикладываемого к входному отверстию отведения 26 приемной трубки, кровь затягивается в приемную магистраль и движется с постоянной скоростью. После прохождения входного штуцера порция крови попадает в приемную трубку. При этом скорость ее движения резко падает, так как внутренний диаметр приемной трубки больше внутреннего диаметра штуцера, плавного изгиба приемной трубки и наклона ее входного конца к основанию приводит к снижению инерционности движения крови, что уменьшает скорость падения крови в приемную емкость за счет плавного стекания крови по стенкам трубки.

В предлагаемом устройстве разрежение прикладывается к входной магистрали через отведение приемной трубки. Такая схема подведения разрежения позволяет исключить как разбрызгивание, так и вспенивание крови в приемной емкости. Разбрызивание исключается наличием удлинительной трубки, по которой кровь стекает на дно приемной емкости, а вспенивание за счет отделения пузырьков воздуха от массы крови непосредственно в верхней части приемной трубки и выведения их по отведению. Итак, порция крови по входной трубке стекает на дно приемной емкости через удлинительную трубку. Поскольку отведение приемной трубки от места стыковки с этой трубкой имеет восходящее колено, то цельная кровь не сможет захватываться потоком воздуха и выводиться по отведению, а будет под действием силы тяжести опускаться на дно приемной емкости. Практически не удается избежать захвата воздуха на входе в заборник крови, поэтому образовавшаяся воздухокровяная смесь будет двигаться по входной магистрали, входному штуцеру и приемной трубке. Из-за того, что пузырьки воздуха легче массы цельной крови, они не смогут попасть по трубке в приемную емкость, а будут накапливаться здесь же в приемной трубке, поднимаясь вверх. При достижении ими отверстия отводной трубки пузырьки будут захватываться потоком воздуха и выводиться по отведению.

После того как приемная емкость наполнится и уровень крови достигнет максимального значения, определяемого положением поплавка, последний через шток 31 поднимет запорный элемент 30 и тем самым разгерметизирует приемную емкость. Поступающий по каналу 33 атмосферный воздух будет компенсировать рабочее разрежение, которое в этом случае резко упадет. При этом прекратится подача крови в приемную емкость, исключая ее переполнение. При появлении расхода воздуха по каналу 33 предохранительного клапана установленный в нем источник звука 34 будет генерировать сигнал, извещая о заполнении приемной емкости. В случае непредвиденного отказа в работе отсоса, вызванного либо теоретически возможными механическими поломками деталей, либо заклиниванием дренажных отверстий, чрезмерное разрежение в приемной емкости будет снижено за счет открытия второго аварийного клапана 36. Возникаемый при этом расход воздуха по каналу 35 будет возбуждать второй генератор звука 37, установленный в этом канале. Возникаемый при этом сигнал, имеющий свою собственную тональность, сразу сообщит о возникших неисправностях, а заброс атмосферного воздуха в приемную емкость по аварийному каналу не позволит режиму отсасывания выйти за границы допустимых значений.

Таким образом, заложенные в автоматическом устройстве для отсасывания жидкости принципы с конкретным их решением позволяют исключить травму крови при отсосе и получить нетравмирующий отсос крови. Это достигается автоматическим регулированием режима всасывания, а также автоматическим поддержанием его на выставленном уровне. Кровь в приемной емкости не разбрызгивается и не пенится, поскольку стекает по изогнутой трубке, а воздух отделяется от крови непосредственно на входе в приемную емкость. Установка предохранительного и аварийного клапанов в каналах, связанных с атмосферой, максимально повышает вероятность безотказной работы отсасывателя и избавляет в случае предохранительного клапана от нежелательных неполадок, вызванных заклиниванием и перекосом запорного элемента при работе клапана. Возникаемый при срабатывании клапана расход воздуха используется для генерации звуковых колебаний, приводящих к звуковому сигналу. Частота звуковых сигналов может быть различна. Кроме того, звуковой сигнал в канале предохранительного клапана можно использовать как сигнал, характеризующий достижение определенного объема крови в приемной емкости, Задавать данный объем можно либо изменением длины штока предохранительного клапана, либо меняя объем приемной емкости.

Использование: в медицинской технике, в частности в автоматических отсосах крови, используемых в хирургии, а также в других областях медицины, связанных с отсасыванием жидкостей из полостей организма. Сущность изобретения: корпус крышки приемной емкости отсасывателя выполнен разъемным и содержит верхнюю 4 и нижнюю 5 части, между которыми установлена упругая мембрана 6. Регулятор жесткости мембраны объединен с воздушным клапаном , а верхняя часть 4 корпуса крышки имеет отверстия 10 для сообщения камеры над мембраной с атмосферой. В нижней части крышки установлены входной 22 и выходной 13 штуцеры и предохранительный клапан 28. Входной штуцер 22 установлен в отверстии, выполненном с наклоном к основанию, и внутренним концом соединен с приемной трубой 25, выполненной изогнутой с отведением 26 в верхней части и внутренним диаметром, превышающим внутренний диаметр входного штуцера 22. Выходной штуцер 13 установлен в отверстии, которое имеет сообщение с камерой под мембраной и внутренним объемом приемной емкости. Предохранительный клапан 28 установлен в углублении, связанном с каналом для выхода в атмосферу. Этот канал содержит аэродинамический источник звука 34. Кроме того, в нижней части корпуса крышки установлен аварийный регулируемый клапан 36 сброса разряжения и дополнительный аэродинамический источник звука 37, настроенный на другую тональность. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. АВТОМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТСАСЫВАНИЯ ЖИДКОСТИ, содержащее источник вакуума, заборник жидкости, соединительные магистрали, приемную емкость с входным и выходным штуцерами, установленными в крышке, предохранительный клапан и блок автоматического управления режимом всасывания, включающий управляемый воздушный клапан и механический датчик давления, мембрана которого имеет регулятор жесткости и связана с выключателем, причем заборник жидкости соединен с входным штуцером, а выходной штуцер через тройник соединен с замкнутой полостью датчика давления и источником вакуума, в цепи электропитания которого включен выключатель, связанный с мембраной датчика, отличающееся тем, что корпус крышки приемной емкости выполнен разъемным и содержит верхнюю и нижнюю части, между которыми установлена упругая мембрана датчика давления, регулятор жесткости которой объединен с воздушным клапаном, причем верхняя часть корпуса крышки имеет отверстия для сообщения камеры над мембраной с атмосферой, входной и выходной штуцеры и предохранительный клапан установлены в нижней части корпуса крышки, входной штуцер установлен в наклонном отверстии и внутренним концом соединен с приемной трубкой, выполненной изогнутой с отведением в верхней части и внутренним диаметром, превышающим внутренний диаметр входного штуцера, а выходной штуцер установлен в отверстии, которое имеет сообщение с камерой под мембраной и внутренним объемом приемной емкости, причем предохранительный клапан установлен в углублении, связанном с каналом для выхода в атмосферу, в котором установлен аэродинамический источник звука. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в нижней части корпуса крышки установлен аварийный регулируемый клапан сброса разрежения и дополнительный аэродинамический источник звука, настроенный на другую тональность.