АППАРАТ ДЛЯ ИНФУЗИИ ПОД ДАВЛЕНИЕМ Российский патент 2002 года по МПК A61M5/152 

Изобретение касается аппарата для инфузии жидкости под давлением с камерой, вмещающей по крайней мере один пакет вливания с жидкостью. Давление на пакет в камере осуществляется аппаратом давления с целью распределения вливаемой жидкости по инфузионной трубке. Таким образом, аппарат давления включает пневматическую камеру сохранения давления и источник давления.

Уровень техники
Внутривенные (непосредственно в кровяной сосуд) инъекции жидкостей часто используются в современной медицине при острых заболеваниях и несчастных случаях, а также в терапевтических целях. Это очень важно для предупреждения послеоперационного шока. В современной клинической практике уже давно отказались от стеклянных бутылок и склянок в пользу пластиковых емкостей. Последние легче по весу, лучше хранятся, легче переносятся пациентом и превосходят стеклянные с точки зрения обслуживания. Сейчас жидкости почти всегда хранят в пластиковых сосудах.

Обычно внутривенное введение жидкости осуществляют следующим образом: емкость (пакет) с жидкостью подвешивают на опоре приблизительно в метре над пациентом и соединяют посредством пластиковой трубки с иглой в его вене, обычно на предплечье. Поступление жидкости в иглу и расход регулируют устройством уменьшения потока в трубке, а количество жидкости контролируют при наблюдении скорости падения капель в капельнице в верхней части трубки.

Опытный персонал обычно знает, какая скорость капания соответствует определенному количеству жидкости в единицу времени. Точность в этом случае, конечно, достаточно приблизительна, но большой точности обычно и не требуется. Такая система требует обычно многочисленных проверок в период введения жидкости (вливания). Когда жидкость нужно ввести "ходячим" больным, то капельницу им приходится носить с собой. То же наблюдается в случае длительного введения питательных веществ через трубку в пищеварительный тракт.

Технология сжимания емкостей с жидкостью с целью распределения жидкости широко известна в медицинской практике. Существует несколько различных конструкций с подпружиненными поршнями, которые сдавливают пакет с этой целью. Имеются конструкции с надувающимися резиновыми баллонами, также сжимающими пакет. Эти конструкции требуют периодического добавления давления воздуха, что может быть достигнуто разными способами.

Во всех случаях механические конструкции созданы для специально приспособленных пакетов, которые, следовательно, должны продаваться вместе со всеми составляющими. В сочетании с неудовлетворительным регулированием потока, преимущественно на основе перепадов давления, и недостатками дизайна, по крайней мере с точки зрения пациента, это привело к тому, что такие нововведения не нашли широкого применения в здравоохранении.

Когда нужна более точная дозировка жидкости, например в случае разбавленных сильнодействующих лекарств, клеточных ядов и т. п. , такие системы также недостаточно хороши. Тогда используются электронные аппараты, в которых функционирование насоса в трубке или специальные насосы, прикрепленные к трубке выхода, позволяют регулировать и задавать очень точные дозировки. Такие аппараты дороги, сложны, нуждаются в электроэнергии и часто требуют дорогих аксессуаров и запчастей для работы. Также их нужно устанавливать на опоры, свободные, на роликах или фиксированные на кровати больного. Они слишком дороги, чтобы использовать их в ежедневной установившейся практике и не подходят для лечения многочисленных пациентов, например, в случае катастрофы.

В шведской публикации 467951 описывается аппарат инфузии, состоящий из нагнетательной емкости (пакета) и обычно постоянно закрепленной на ней трубкой вливания, включающий приспособление открытия отверстия и индикатор расхода жидкости, зажим и запорный клапан, не дающий потоку возвратиться обратно в пакет. При использовании аппарат инфузии помещается под пациента, чтобы создать давление.

В шведской публикации 448822 описывается портативный аппарат, содержащий пружину для поддержания постоянного давления жидкости и применяющийся в медицинской практике или других аналогичных целях. Пружина создает постоянный момент силы, посредством чего по мере раскручивания пружины сила уменьшается и исчезает.

В заявке WO 89/11303 также представлен аппарат с пружиной, которая давит в направлении оси на емкость с жидкостью, чтобы выдавить последнюю.

Текст немецкой публикации 2053995 описывает систему, включающую верхнюю и нижнюю сжимающие пластины, которые могут быть снабжены резиновыми прокладками, и нагнетательный пакет между ними, так что давление пластин на пакет приведет к выдавливанию из него жидкости.

Цель изобретения и решение проблемы
Целью настоящего изобретения является создание аппарата инфузии:
- который не зависит от внешнего источника энергии,
- для которого не нужно иметь пакет с жидкостью для кризисных ситуаций,
- который не имеет капельницы,
- в котором легко устанавливать количество вводимой пациенту жидкости в единицу времени,
- в котором расход жидкости во время вливания остается постоянным, устраняя необходимость проверок и регулировок,
- в системе которого отсутствует воздух, исключая, таким образом, появление воздушных пузырей,
- который прост и надежен, не требует большого количества инструкций, что делает его незаменимым в случае крупных катастроф, когда одновременно нуждаются в лечении много людей,
- цена которого остается низкой при применении материалов одноразового использования.

Также такой аппарат может использоваться для длительного введения питательных веществ через тонкую трубку в пищеварительный тракт.

Эти цели были достигнуты при размещении редукционного клапана между накопительной камерой давления и источником давления, что, таким образом, значительно снижает давление в источнике в сравнении с максимальным давлением в накопительной камере, при снабжении источника по существу не растягивающейся, воздухонепроницаемой, гибкой мембраной, которая разделяет камеру на камеру вливания и камеру давления, непосредственно взаимодействующую с пакетом, и делая возможным присоединение клапана регулирования потока, который позволяет откалибровать расход жидкости в единицу времени, к трубке вливаниия нагнетательного пакета вливания или к ее продолжению.

Краткое описание чертежей
Далее изобретение будет описано детально со ссылками на иллюстрации на приложенных чертежах.

На фиг. 1 изображен перспективный вид аппарата инфузии в соответствии с данным изобретением.

На фиг. 2 схематично изображено сечение аппарата инфузии с источником давления в сжатом состоянии в соответствии с фиг. 1.

На фиг. 3 показано сечение вдоль линии II-III (см. фиг. 2) в более крупном масштабе.

На фиг. 4 схематично изображен вид в разрезе аппарата инфузии с источником давления в накачанном состоянии в соответствии с фиг. 2.

фиг. 5 представляет собой сечение вдоль линии V-V аппарата, показанного на фиг. 4, в более крупном масштабе.

На фиг. 6 схематично показан источник давления с периферийными устройствами аппарата инфузии, изображенного на фиг. 1.

На фиг. 7 изображен перспективный вид пакета вливания с присоединенной трубкой.

На фиг. 8 крупнее, чем в натуральную величину, представлен разрез соединительного устройства пакета вливания, два клапана, соединенных последовательно в соответствии с настоящим изобретением, и игла для введения жидкости, которая может к ним присоединяться.

На фиг. 9 изображен вид сверху прибора вливания, содержащего три параллельно соединенных клапана регулирования потока для обеспечения различных значений расхода в единицу времени и иглу для введения жидкости, которая может к ним присоединяться.

Описание чертежей
На фиг. 1-5 показан аппарат инфузии жидкости под давлением 10, который включает корпус 11, состоящий из камеры 13 с верхней частью 12 для пакета вливания 21, а также емкости 14 снизу от него, в которой располагается часть аппарата давления 18. На одной стороне корпуса 11 располагается панель инструментов, включающая остальные части аппарата давления 18, а именно расходомер 15, индикатор давления (например, манометр 16), закрывающий клапан 17 и соединительный ниппель 19, эти детали аппарата давления будут описаны более подробно ниже. С той же стороны верхняя часть 12 имеет отверстие 20, через которое вставлена выходная трубка 24 пакета вливания.

Верхняя часть 12, предпочтительно выполненная из прозрачного пластика и полукруглая в разрезе, присоединена к нижней части корпуса на петлях 31 (фиг. 3) по одной продольной стороне и с помощью замков 22 (например, эксцентрических) по другой продольной стороне.

На фиг. 2 и 3 схематично показано сечение прибора, изображенного на фиг. 1. Как становится ясно из чертежей, в камере 13 находится источник давления 27, который состоит из мембраны 27а или аналогичного устройства, разделяющего камеру 13 на камеру вливания 13а и камеру давления 27b. Мембрана 27а сделана из гибкого воздухонепроницаемого материала, например ткани, которая не может быть сильно растянута, но достаточно велика по размеру, чтобы в пассивном состоянии лежать на дне камеры, а в растянутом состоянии оказывать давление внутри верхней части. Таким образом, камера давления 27b источника давления 27 образована описанной мембраной 27а, боковыми стенками и дном камеры давления.

На фиг. 4 и 5 показан аппарат инфузии, изображенный на фиг. 2 и 3, но с мембраной 27а накачанного источника давления 27 и с пакетом вливания 21 в сжатом, почти пустом состоянии.

Работа и использование аппарата давления 18 далее будут описаны со ссылками на фиг. 6. Он содержит накопительную камеру давления 25 в виде емкости 14 для сжатого воздуха. Накопительная камера 25 может быть подсоединена к насосу (не показан) через ниппель 19 с запорным клапаном 34. Насос наполняет накопительную камеру сжатым воздухом, например, при давлении 6.5 кг/см². Манометр 16 показывает давление в накопительной камере 25. Следовательно, при использовании прибора, когда пакет с жидкостью 21 находится в камере вливания 13а, двухходовой клапан 17 открыт, и сжатый воздух перетекает в обычный редукционный клапан 26. Здесь давление падает, например, до 0.15 кг/см², камера давления 27b сжимается, и расходомер 15 показывает, какое количество воздуха вошло в камеру, что приблизительно определяет количество вливаемой жидкости, которая вытекла из пакета для жидкости 21. Когда пакет опустошается или вливание закончено, клапан 17 перенастраивается так, что пространство внутри камеры давления 27b сообщается с атмосферой, и туда входит воздух.

Соответственно, воздух можно накачать в камеру давления для следующего использования, если его осталось недостаточно в накопительной камере для второго или третьего вливания.

Так как аппарат для инфузии спроектирован переносным, он может также быть оснащен насосом, например, ручным или ножным, чтобы накачивать воздух в накопительную камеру. Он также может быть разъединяемым для возможности быстрого обмена со сжатой емкостью.

Следовательно, опустошение нагнетательного пакета достигается за счет источника давления 27, давящего на пакет 21 по всей его длине к верхней части 12. Выбор материала для мембраны 27а очень важен для достижения постоянной скорости оттока. Было установлено, что эластичный баллон не может служить источником давления, потому что по мере того, как баллон наполняется, все больше и больше энергии расходуется на растяжение его стенок, а это означает, что скорость оттока уменьшается. При изготовлении мембраны из нерастяжимого материала отток из пакета 21 будет практически постоянным по всей фазе вливания.

Это не решает проблему регулирования потока жидкости к пациенту, то есть из емкости вливания 21 к игле 32.

Трубка 24, присоединенная к пакету 21, известным образом оснащена иглой 33 для перфорации мембраны в выходном канале пакета, тогда как другой конец трубки имеет соединительный узел 37, например, в виде блокировочного узла 41, как показано на фиг. 7 и 8. К этому концу подсоединен клапан регулирования потока 28, который, в соответствии с фиг. 8, имеет форму, подобную узлу 37, то есть включает в себя мундштук 39 с внутренним коническим отверстием 40, к которому присоединяется входящая часть 38 блокировочного узла 37, имеющая также коническую форму. Другая часть клапана оборудована блокировочным узлом 41, в котором коническая деталь 35, соответствующая входящей части 38, имеет отверстие 30 диаметром, например, 0.2-0.5 мм. На чертеже отверстие показано сделанным из части иглы вливания нужного внутреннего диаметра, которая встроена в клапан регулирования потока 28. Таким образом, каждый такой регулирующий клапан 28 имеет четко определенный диаметр отверстия, на фиг. 8 обозначенный как d, и данную длину отверстия 1 для каждого типа клапана. Если необходимо большее уменьшение потока, то несколько регулирующих расход клапанов 28 можно располагать последовательно один за другим с возможной разницей в длинах отверстия 1 от 3 до 15 мм, но с одинаковым диаметром отверстия.

На разных чертежах несколько клапанов 28 могут быть параллельно подсоединены к прибору вливания 36, как показано на фиг. 9. Прибор 36 включает запорный кран 43 с впускным отверстием потока и тремя отверстиями выхода потока, каждое из которых отдельно совмещается с впускным отверстием потока, которое в свою очередь может соединяться с узлом 37 выходной трубки 24. Один или более клапанов регулирования потока 28 присоединяются к каждому из отверстий выхода потока посредством соответствующих фильтров. Так различные значения скорости потока в единицу времени можно точно установить, если использовать на пути к игле 32 клапаны 28 с разными характеристиками регулирования потока как по отдельности, так и сериями.

Тестирование четырех различных клапанов регулирования потока
Использовались клапаны регулирования потока со следующими размерами (см. таблицу).

Давление воды соответствует водяному столбу высотой 80 см.

Были получены следующие значения скоростей потока в час:
Комбинация клапанов - расход (мл/час)
1 - 400
2 - 200
1+2 (последовательно) - 120
3 - 3200
4 - 1200
3+4 (последовательно) - 900
При использовании комбинации клапанов 1 пакет вливания служит 2 1/2 часа. При использовании комбинации клапанов 2 пакет вливания служит 5 часов. При использовании комбинации клапанов 3 пакет вливания служит около 20 минут.

При использовании комбинации клапанов 4 пакет вливания служит около 50 минут.

При использовании комбинации клапанов (3+4) пакет вливания служит около 1 часа.

Допускается комбинировать только клапаны регулирования потока с одинаковым диаметром отверстия.

Клапаны регулирования потока калибруются, таким образом, под определенное количество жидкости в единицу времени. Они могут соединяться последовательно (см. фиг. 8), увеличивая потенциальные возможности аппарата, и отмечены посредством четкой информации. Для повышения безопасности могут использоваться цветные пометки. Свободные концы регулирующих клапанов соединяются с иглой 32 в вене пациента.

Следовательно, весь аппарат можно расположить рядом с пациентом на кровати, на столе или где-либо еще вблизи пациента. Его не нужно поднимать над пациентом, а пациент даже может его носить на ремне или в сумке. Не требуется капельница. Никому не нужно держать сумку при несчастных случаях или катастрофах. Прибор легко использовать, например, в машинах скорой помощи. Поскольку в системе отсутствует воздух, пузырьки исключены и риск введения неправильной дозы минимален. В большинстве случаев точность введенной дозы лекарства достаточна.

Если по какой-то причине в накопительной камере отсутствует давление и нет поблизости источника давления, то аппарат инфузии под давлением можно расположить обычным способом на высоте около 1,5 метра над пациентом, обеспечивая таким образом приток жидкости за счет силы притяжения.

Данное изобретение не ограничивается иллюстрациями, которые приведены на диаграммах и объяснены в тексте, и могут быть предусмотрены несколько вариантов в соответствии с пунктами формулы. Например, камера 13 в корпусе 11 может быть цилиндрической с единственным открывающимся отверстием на передней части корпуса, через которое пакет для жидкости вставляется в аппарат 10 (крышка 13, следовательно, исключается).

Аппарат для инфузии жидкости под давлением содержит камеру, содержащую по крайней мере один пакет вливания. Аппарат давления в камере подает давление на пакет вливания с целью нагнетания вводимой жидкости в трубку вливания. Аппарат давления включает в себя пневматическую камеру давления и источник давления. Между накопительной камерой и источником давления находится клапан регулировки давления, значительно уменьшающий давление в источнике давления относительно максимального давления в камере. Источник давления включает в себя практически нерастяжимую воздухонепроницаемую гибкую мембрану, которая разделяют камеру на камеру вливания и камеру давления и которая оказывает давление непосредственно на пакет. К трубке вливания или ее продолжению от пакета вливания присоединен по крайней мере один клапан регулирования потока, позволяющий получать калиброванное количество жидкости в единицу времени. Изобретение позволяет осуществлять длительное введение жидкости независимо от внешних источников энергии и легко устанавливать количество вводимой жидкости в единицу времени. 6 з. п. ф-лы, 9 ил. , 1 табл.

1. Аппарат для инфузии жидкости под давлением (10), включающий камеру (13) для по крайней мере одного пакета вливания (21), содержащую аппарат давления (18) для создания давления на пакет вливания (21) для подачи вливаемой жидкости через трубку вливания (24), связанную с пакетом вливания, при этом аппарат давления (18) содержит пневматическую накопительную камеру (25), отличающийся тем, что между накопительной камерой (25) и источником давления (27) расположен редукционный клапан (26), имеющий возможность снижать давление в источнике давления (27) по сравнению с максимальным давлением в накопительной камере, причем источник давления (27) содержит практически нерастяжимую, воздухонепроницаемую гибкую мембрану (27а), например, выполненную из ткани, которая делит камеру (13) на камеру вливания и камеру давления (27b) и имеет возможность оказывать давление непосредственно на пакет вливания (21), при этом аппарат содержит по крайней мере один клапан регулирования потока (28), присоединенный к концу трубки вливания и имеющий возможность получения в трубке вливания (24) или ее продолжении от пакета вливания (21) калиброванный поток в единицу времени. 2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что он выполнен с возможностью накачки накопительной камеры (25) с помощью отдельного насоса или насоса, присоединенного к аппарату давления. 3. Аппарат по п. 1 или 2, отличающийся тем, что накопительная камера (25) снабжена ниппелем (19) для присоединения внешнего источника давления. 4. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что мембрана (27а) присоединена к внутренней стороне камеры (13) на приблизительно половине ее высоты, мембрана имеет возможность в пассивном состоянии располагаться на дне камеры давления (27b), а в накачанном состоянии - давить на верхнюю часть или крышку (12) камеры (13). 5. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что клапан регулирования потока (28) представляет собой стационарный редукционный клапан с отверстием (30) с точным отношением длины (1) к диаметру (d), предпочтительно с длиной порядка 5-10 мм и внутренним диаметром 0,2-0,5 мм. 6. Аппарат по п. 5, отличающийся тем, что он содержит несколько редукционных клапанов (28) с одним и тем же диаметром отверстия, соединенных последовательно. 7. Аппарат по п. 5, отличающийся тем, что он содержит несколько редукционных клапанов (28) с различными диаметрами (d) отверстия и/или длин (1), соединенных параллельно и присоединенных к прибору вливания (36), причем каждый редукционный клапан (28) имеет возможность отдельного присоединения к общему выходу с помощью запорного крана (43).