Безыгольный медицинский соединитель и способ регулирования течения жидкости
Изобретение относится к области медицинской техники и предназначено для использования при обработке и введении парентеральных жидкостей. Безыгольный медицинский соединитель содержит корпус с первым портом и вторым портом. Соединитель также содержит поршневой элемент, ограничивающий проход для жидкости между первым и вторым портами. Поршневой элемент является подвижным между положением течения жидкости и положением отсутствия течения жидкости. Поршневой элемент имеет поддающуюся сжатию секцию, имеющую переменную внутреннюю ширину, которая образует часть пути течения жидкости через соединитель. Когда поршень сжимают до положения течения жидкости, поддающаяся сжатию секция саморасширяется по ширине, сохраняя или увеличивая, благодаря этому, объем прохода для жидкости через соединитель. Поддающаяся сжатию секция имеет конфигурацию, обеспечивающую возможность непрерывного течения жидкости через всю ее длину. Технический результат - разработка клапанного механизма без отрицательного воздействия на скорость потока жидкости. 2 н. и 20 з.п. ф-лы, 18 ил.
Настоящее изобретение, в общем, относится к медицинским соединителям, используемым при обработке и введении парентеральных жидкостей, а более конкретно к безыгольному соединителю, в котором используется клапанный механизм, который компенсирует отрицательное смещение жидкости, то есть втягивание жидкости в соединитель, когда соединитель возвращается из состояния доступа.
В этом описании термины "отрицательный болюсный эффект", "положительный болюсный эффект" и "безболюсный эффект" используют для описания рабочих характеристик медицинских соединителей, когда соединитель возвращается в состояние отсутствия его доступа из состояния доступа. "Отрицательный болюсный эффект" описывает состояние, в течение которого жидкость втягивается в соединитель, когда соединитель возвращается в состояние отсутствия его доступа из состояния доступа. "Положительный болюсный эффект" описывает состояние, в течение которого жидкость вытесняется из соединителя, когда соединитель возвращается в состояние отсутствия его доступа из состояния доступа. "Безболюсный эффект" описывает состояние, в течение которого вытеснение жидкости нейтрализовано и жидкость не втягивается в соединитель, не вытесняется из соединителя, когда соединитель возвращается в состояние отсутствия его доступа из состояния доступа.
Безыгольные медицинские соединители для введения жидкости в систему для внутривенного введения жидкости или удаления жидкости из системы для внутривенного введения жидкости являются хорошо известными и широко используемыми. Один обычный тип такого соединителя содержит корпус, имеющий соединительные порты на обоих концах. Один соединительный порт может содержать охватывающий порт Люэра, имеющий такие размеры, чтобы принимать охватываемую канюлю с тупым кончиком, например охватываемый конус Люэра. Другой соединительный порт может быть расположен напротив первого порта, но в некоторых случаях расположен под углом, составляющим 90 градусов, или другим углом к первому порту, и содержит охватываемый фитинг Люэра. Во многих случаях второй порт соединителя постоянно соединен с внутривенным трубопроводом, который, в свою очередь, соединен с внутривенным катетером, который сообщается с венозной системой пациента.
Клапан расположен в соединителе, и в большинстве случаев используют корпус соединителя как часть клапанного механизма. Если соединитель имеет доступ, то клапан открывает внутренний проход для жидкости между первым и вторым портами. В некоторых соединителях внутренний проход для жидкости ограничен внутренними границами корпуса соединителя; в других соединителях он ограничен внутренней канюлей или полым острым выступом; а в еще одних внутренний проход для жидкости ограничен посредством поддающегося сжатию трубчатого тела, которое несет клапанный механизм.
Многие безыгольные медицинские соединители обеспечивают вытеснение жидкости при наличии доступа соединителя и при отсутствии доступа. При наличии доступа посредством конца охватываемой канюли Люэра с тупым кончиком, вставленного во впускной или первый порт корпуса соединителя, клапанный механизм введен в контактное взаимодействие. В некоторых соединителях конец канюли с тупым кончиком проникает в клапанное устройство для установления гидродинамического сообщения с внутренним путем жидкости соединителя. В других соединителях конец канюли с тупым кончиком смещает клапанное устройство без проникновения в него для установления гидродинамического сообщения с течением жидкости. В любом случае объемная производительность течения жидкости часто уменьшается, благодаря вставлению канюли с тупым кончиком при доступе соединителя. Впоследствии, при удалении канюли с тупым кончиком из соединителя, объемная производительность течения жидкости увеличивается. Такое увеличение объемной производительности может создать низкий вакуум или пониженное давление в жидкости, которое может втягивать жидкость в соединитель из второго или расположенного ниже по технологической цепочке конца соединителя. Как указано выше, эффект втягивания жидкости в соединитель таким образом называют "отрицательным болюсным эффектом", или "болюс" жидкости втягивается в местоположение низкого вакуума или пониженного давления в соединителе.
Отрицательный болюсный эффект, когда соединитель возвращается в состояние отсутствия его доступа, является нежелательным для некоторых провайдеров медицинской помощи и предпочтительным является либо нейтральный болюсный эффект или положительный болюсный эффект. Следовательно, желательно располагать клапанный механизм, который не оказывает влияния на производительность внутреннего прохода для жидкости через соединитель, когда соединитель возвращается в состояние отсутствия его доступа, или который фактически уменьшает ее.
В одном способе отрицательный болюсный эффект может быть уменьшен или исключен путем зажимания внутривенного трубопровода между соединителем и внутривенным катетером до удаления канюли с тупым кончиком из соединителя. Это предотвращает обратный поток жидкости через внутривенный катетер и в соединителе. Однако такой способ является нежелательным в связи с тем, что необходимо другое устройство, то есть зажим, и провайдер медицинской помощи должен помнить о контактном взаимодействии зажима с трубопроводом. Кроме того, использование дополнительных устройств увеличивает стоимость и приводит к неудобству в том отношении, что они могут оказаться недоступными в тот момент, когда в них возникает необходимость. Дополнительные этапы также нежелательны в связи с тем, что большинство провайдеров медицинской помощи уже очень заняты и, следовательно, будут естественно предпочитать уменьшение числа этапов в оказании эффективной медицинской помощи пациентам, а не увеличение числа этапов.
В другом способе, который также, к сожалению, увеличивает число этапов при введении медицинских жидкостей, оператор непрерывно вводит жидкость в соединитель из охватываемого устройства, тогда как охватываемое устройство отсоединено от соединителя. Путем непрерывного добавления жидкости оператор пытается пополнять увеличивающийся объем потока жидкости через соединитель, когда охватываемый Люэр извлечен, уменьшая в соответствии с этим вероятность низкого вакуума и, таким образом, отрицательного болюса, образующегося в потоке жидкости. Однако этот способ также нежелателен в связи с тем, что он не только добавляет этап, но может требовать некоторого искусства в успешном выполнении процедуры.
Отрицательный болюсный эффект может быть также уменьшен с помощью конструкции медицинского соединителя. Как указано выше, некоторые медицинские соединители содержат внутреннюю канюлю или полый острый выступ, расположенный внутри корпуса соединителя. Внутренняя канюля или острый выступ позиционированы для побуждения открывания перегородки при прогибании перегородки на внутренней канюле или остром выступе канюлей с тупым кончиком. Внутренняя канюля или острый выступ имеет отверстие в верхней части и при прогибании перегородки внутренней канюлей или острым выступом внутренняя канюля или острый выступ приходит непосредственно в гидродинамическое сообщение с канюлей с тупым кончиком. Внутренняя канюля или острый выступ обеспечивает течение жидкости через соединитель, в общем, постоянного объема. Таким образом, когда перегородка возвращается в свое закрытое положение, низкий вакуум, образуемый в соединителе, если он образуется, не так велик как низкий вакуум, образуемый в соединителе, имеющем более объемно-переменный внутренний проход для жидкости. Недостатком типичных соединителей, имеющих внутреннюю канюлю или острый выступ, является низкая скорость течения жидкости, вызываемая небольшой полостью в канюле или остром выступе. Кроме того, было отмечено, что при использовании конструкции соединителя, имеющей неподвижно смонтированный внутренний острый выступ и подвижную перегородку, которая прокалывается острым выступом для обеспечения возможности течения жидкости, такая проколотая перегородка может разрушиться при многократном использовании и в результате привести к тому, что соединитель потеряет герметичность.
Другой соединитель обеспечивает клапанный механизм, который содержит гибкое тело, в котором расположена относительно жесткая пластинчатая пружина. Корпус соединителя содержит внутреннюю канюлю и при прогибании гибкого тела, благодаря введению канюли с тупым кончиком через порт, внутренняя канюля побуждает расходиться пластинки пластинчатой пружины. Пластинки, в свою очередь, побуждают расходиться верхнюю часть гибкого тела и открывать прорезь, содержащуюся в ней. Отверстие прорези устанавливает гидродинамическое сообщение между доступной канюлей с тупым кончиком и полостью внутренней канюли. Увеличивающаяся в объеме пластинчатая пружина также создает область типа емкости между гибким телом и внешней стенкой внутренней канюли, которая заполняется жидкостью. При удалении внешней канюли с тупым кончиком из соединителя пластинчатая пружина уменьшается в объеме, емкость схлопывается, а жидкость побуждается выходить из емкости в полость внутренней канюли.
Такое положительное смещение жидкости может в результате привести к положительному болюсному эффекту, когда клапан возвращается в состояние отсутствия его доступа. Однако клапанный механизм является относительно сложным с пластинчатой пружиной, внедренной в гибкий рабочий орган, который некоторым образом усложняет производство, а также добавляет, по меньшей мере, одну деталь, то есть пластинчатую пружину. Усложнения производства и добавление деталей могут привести к увеличению стоимости изделия, которое является нежелательным эффектом в современной индустрии здравоохранения, в которой изготовители стараются производить эффективные изделия при более низкой стоимости. Кроме того, система типа емкости не обеспечивает возможности непрерывного прохождения потока через всю секцию гибкого тела, способного увеличивать объем. Вместо этого жидкость течет в емкость и удерживается там до тех пор, пока клапан не вернется в состояние отсутствия его доступа.
Следовательно, специалисты, заинтересованные в разработке медицинских соединителей, признают потребность в медицинском соединителе, имеющем клапанный механизм, который бы не приводил к отрицательному болюсному эффекту, производя положительный болюсный эффект или безболюсный эффект. Была также признана потребность в медицинском соединителе, который обеспечивает эти эффекты без отрицательного воздействия на скорость потока жидкости или конструктивную простоту. Были также признаны дополнительные потребности, например потребность в медицинском соединителе, который был бы дешевле в производстве, который был бы эффективным в работе и содержал меньше деталей. Настоящее изобретение направлено на удовлетворение этих и других потребностей.
СУЩНОСТЬ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение, в общем, относится к медицинскому соединителю, имеющему клапанный механизм, который обеспечивает положительный болюсный эффект или безболюсный эффект при прекращении действия клапанного механизма. Соединитель предназначен для регулирования течения жидкости, причем соединитель имеет внутренний проход для жидкости, через который жидкость может течь через соединитель, соединитель содержит корпус, имеющий первый порт и второй порт, при этом первый порт выполнен с возможностью приема канюли с тупым кончиком, а второй порт выполнен с возможностью гидродинамического сообщения с гидродинамическим каналом, и подвижный элемент, позиционируемый в корпусе, причем подвижный элемент имеет первое положение, в котором подвижный элемент блокирует течение жидкости через корпус, и второе положение, в котором подвижный элемент обеспечивает возможность течения жидкости через корпус, подвижный элемент содержит головку, ограничивающую отверстие, образующее часть прохода для жидкости через соединитель, при этом головка имеет такую конструкцию, что при нахождении подвижного элемента во втором положении отверстие самооткрывается для обеспечения возможности течения жидкости, конструкция головки дополнительно обеспечивает, чтобы при нахождении подвижного элемента в первом положении отверстие перемещалось к закрытой конфигурации, препятствуя течению жидкости, и поддающуюся сжатию секцию, ограничивающую внутренний канал, образующий часть прохода для жидкости через соединитель, причем внутренний канал имеет ширину, поддающуюся изменению между первой шириной и второй шириной, причем поддающаяся сжатию секция имеет такую конструкцию, чтобы при нахождении подвижного элемента во втором положении поддающаяся сжатию часть саморасширялась так, чтобы внутренний канал имел вторую ширину, при этом конструкция внутреннего канала предусматривает, чтобы при нахождении подвижного элемента в первом положении внутренний канал перемещался к первой ширине, причем первая ширина меньше второй ширины.
В более детальных аспектах, первая и вторая ширины внутреннего канала поддающейся сжатию секции выбраны так, чтобы проход для жидкости имел первый объем, при нахождении подвижного элемента в первом положении, и второй объем, при нахождении подвижного элемента во втором положении, причем второй объем больше первого объема. Кроме того, первая и вторая ширины внутреннего канала поддающейся сжатию секции выбраны так, чтобы проход для жидкости имел первый объем, при нахождении подвижного элемента в первом положении, и второй объем, при нахождении подвижного элемента во втором положении, причем второй объем приблизительно равен первому объему. Внутренний канал поддающейся сжатию секции также имеет такую конструкцию, чтобы жидкость могла непрерывно течь через весь внутренний канал, когда подвижный элемент расположен во втором положении.
В других более детальных аспектах, соединитель дополнительно содержит опорную трубу, имеющую противоположные концы, причем опорная труба ограничивает полость, образованную между противоположными концами, один конец находится в гидродинамическом сообщении со вторым портом, а полость образует часть внутреннего прохода для жидкости через соединитель. Опорная труба имеет стенку, причем стенка ограничивает прорезь, обеспечивающую путь для жидкости между внешней областью трубы и полостью. Опорная труба имеет относительно подвижного элемента такую конструкцию, чтобы при нахождении подвижного элемента во втором положении полость и прорезь опорной трубы, по меньшей мере, частично были расположены во внутреннем канале поддающейся сжатию секции так, чтобы жидкость могла течь через внутренний канал поддающейся сжатию секции, через прорезь, через полость опорной трубы и через второй порт корпуса.
В еще одних более детальных аспектах, внутренний канал поддающейся сжатию секции имеет первый и второй концы, причем первый конец смежен отверстию головки, а подвижный элемент ограничивает проход, расположенный на втором конце внутреннего канала, при этом проход образует часть пути течения, проходящего из отверстия, через внутренний канал и из внутреннего канала через проход. Кроме того, полость и прорезь опорной трубы, по меньшей мере, частично проходят к местоположению вне внутреннего канала поддающейся сжатию секции при нахождении подвижного элемента во втором положении, а указанный путь течения дополнительно проходит из прохода, через прорезь и в полость в местоположении вне внутреннего канала.
В дополнительных более детальных аспектах, подвижный элемент дополнительно содержит пружинную секцию, соединенную с поддающейся сжатию секцией, а указанный путь течения дополнительно проходит из прохода и в пружинной секции, благодаря чему пружинная секция обеспечивает часть внутреннего прохода для жидкости. Пружинная секция является удлиненной, когда подвижный элемент находится в первом положении, причем в удлиненном состоянии пружинная секция имеет первый внутренний объем, и пружинная секция является сжатой, когда подвижный элемент находится во втором положении, причем в сжатом состоянии пружинная секция имеет второй внутренний объем, при этом второй внутренний объем пружинной секции больше первого внутреннего объема пружинной секции, благодаря чему внутренний объем части пути течения, обеспечиваемого пружинной секцией, больше, когда пружинная секция сжата.
В других аспектах, корпус имеет суженную область, смежную первому порту, причем головка подвижного элемента расположена в суженной области, когда подвижный элемент находится в первом положении, суженная область имеет такие размеры, чтобы побуждать отверстие головки закрываться. Корпус дополнительно имеет зауженную область, причем поддающаяся сжатию секция расположена в зауженной области, когда подвижный элемент находится в первом положении, зауженная область имеет такие размеры, чтобы побуждать ширину внутреннего канала поддающейся сжатию секции приближаться по размеру к первой ширине.
Кроме того, поддающаяся сжатию секция соединена с головкой, а подвижный элемент дополнительно содержит пружинную секцию, соединенную с поддающейся сжатию секцией, причем пружинная секция выполнена с возможностью толкания подвижного элемента в первое положение, в котором поддающаяся сжатию секция расположена в зауженной области. В более детальном аспекте, головка, поддающаяся сжатию секция и пружинная секция образованы как интегральный подвижный элемент.
В дополнительных аспектах, поддающаяся сжатию секция содержит множество относительно гибких мембранных элементов и множество относительно жестких стеновых элементов, причем мембранные элементы соединяют вместе смежные края стеновых элементов. Кроме того, мембранные элементы выполнены с возможностью складываться в радиальном направлении внутрь, когда внутренний канал имеет первую ширину.
Эти и другие аспекты и преимущества настоящего изобретения станут очевидными из следующего детального описания и сопроводительных чертежей, которые иллюстрируют пример выполнения настоящего изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 - вид сбоку узла собранного медицинского соединителя, соответствующего настоящему изобретению, иллюстрирующий первый порт, окруженный элементами резьбы, для приема тупоконечного соединителя и манжеты с резьбой, и второй порт, содержащий охватываемый тупоконечный соединитель;
фиг.2 - изометрическое изображение медицинского соединителя, иллюстрируемого на фиг.1, с пространственным разделением деталей, иллюстрирующее три элемента медицинского соединителя этого варианта осуществления, содержащего верхнюю часть корпуса, поршневой элемент и нижнюю часть корпуса;
фиг.3 и фиг.4 - вертикальные виды спереди при повороте на прямой угол поршневого элемента, иллюстрируемого на фиг.2;
фиг.5 - вид с торца самораскрывающейся головки поршневого элемента, иллюстрируемого на фиг.3, иллюстрирующий нормально открытое отверстие формы маркизы, имеющей ориентацию, аналогичную ориентации поршневого элемента, иллюстрируемого на фиг.3;
фиг.6 - изометрическое изображение поршневого элемента, иллюстрируемого на фиг.2, с сечением, сделанным по линии 6-6, иллюстрирующим саморасширяющийся внутренний канал в его нормально расширенном состоянии;
фиг.7 - сечение медицинского соединителя, иллюстрируемого на фиг.1, иллюстрирующее состояние отсутствия доступа с поршневым элементом в его первом положении, в котором самораскрывающееся отверстие головки поршня закрыто для течения жидкости суженным первым портом корпуса, а поддающаяся сжатию секция сжата до ее первой ширины суженной областью корпуса;
фиг.8 - увеличенное изометрическое изображение первого порта соединителя, иллюстрируемого на фиг.1, иллюстрирующее самораскрывающуюся головку поршневого элемента в первом положении с отверстием формы маркизы, закрытым для течения жидкости;
фиг.9 - поперечное сечение медицинского соединителя, иллюстрируемого на фиг.7, сделанное по линии 4-4, иллюстрирующее поддающуюся сжатию секцию в ее сжатой конфигурации;
фиг.10 - продольное сечение медицинского соединителя, иллюстрируемого на фиг.1, иллюстрирующее соединитель в состоянии доступа поршневым элементом, продвинутым в его второе положение, в котором самораскрывающееся отверстие головки поршня открыто для течения жидкости, а саморасширяющийся канал поддающейся сжатию секции расширен до его нормального состояния после формирования, или второй ширины, для увеличенного внутреннего объема;
фиг.11 - поперечное сечение медицинского соединителя, иллюстрируемого на фиг.10, сделанное по линии 11-11, иллюстрирующее саморасширяющийся канал поддающейся сжатию секции в его нормальном состоянии после формирования, или второй ширины для увеличенного внутреннего объема;
фиг.12 - детальное изображение части фиг.10, иллюстрирующее увеличенную деталь взаимодействия прорези и полости в опорной трубе с саморасширяющимся внутренним каналом поддающейся сжатию секции и действие секции пружины на поддающуюся сжатию секцию;
фиг.13 - увеличенное поперечное сечение деталей, иллюстрируемых на фиг.12, сделанное по линии 13-13, иллюстрирующее саморасширяющийся внутренний канал при его второй ширине, опорную трубу, прорезь в опорной трубе и иллюстрирующее, в частности, проходы у основания внутреннего канала, которые обеспечивают возможность течения жидкости из всех частей канала в прорезь опорной трубы так, чтобы имело место непрерывное течение жидкости через весь внутренний канал;
фиг.14 и фиг.15 - схематические изображения принципа работы, используемого медицинским соединителем, которые соответствуют аспектам настоящего изобретения;
фиг.16-18 - изометрические изображения поршневого элемента, иллюстрирующие альтернативные конфигурации пружинной секции.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Далее настоящее изобретение будет подробно описано со ссылкой на чертежи, на которых аналогичными ссылочными номерами указаны аналогичные или соответствующие элементы, в частности на фиг.1 иллюстрируется вертикальный вид сбоку медицинского соединителя, который содержит различные аспекты настоящего изобретения. Конкретная конфигурация соединителя упрощена на чертежах только с целью иллюстрации. Соединитель может быть воплощен в различных конфигурациях, включая, но без ограничения, соединители звездой, J-образные петли, Т-образные соединители, тройные соединители, переходники непосредственного вывода на печать, сдвиговые Люэры, устройства для сцепления с трубопроводом, штыри доступа, переходники пробирок, переходники пробирок с кровью, штыри доступа баллона, вентилируемые переходники и другие устройства.
На фиг.1 иллюстрируется вариант осуществления медицинского соединителя 20, имеющего корпус 22, который образован из верхней части 24 корпуса и нижней части 26 корпуса. Верхняя часть 24 корпуса имеет первый порт 28, который в этом случае является охватывающим соединительным портом Люэра с элементами 30 резьбы, образованными вокруг внешней части. Нижняя часть 26 корпуса заканчивается во втором порте 32, который в этом случае содержит охватываемый соединитель 34 Люэра, ограничивающий полость 35 трубчатого органа (полость трубчатого органа на фиг.1 не видна), с нарезным стопорным кольцевым выступом 36 (резьба на фиг.1 не видна). Верхняя часть 24 корпуса вместе с нижней частью 26 корпуса образуют корпус 22 соединителя. Корпус 22 может быть получен литьем под давлением из материала, содержащего люминесцентный краситель, чтобы сделать соединитель 20 видимым в темной комнате, или может быть образован из прозрачного и/или непрозрачного материала.
На фиг.2 приведено изометрическое изображение с пространственным разделением деталей соединителя 20, иллюстрируемого на фиг.1. В этом варианте осуществления соединитель 20 содержит три детали: корпус 22 (смотри ссылочный номер 22 на фиг.1), который содержит верхнюю часть 24 корпуса и нижнюю часть 26 корпуса. Соединитель 20 также содержит подвижный элемент или поршневой элемент 38. Как будет более подробно описано ниже, поршневой элемент 38 смонтирован поверх опорной трубы 40, которая образована как часть нижней части 26 корпуса. В одном варианте осуществления опорная труба 40 проходит приблизительно из центра нижней части 26 корпуса и имеет внутреннюю полость 42, проходящую вдоль длины трубы. В иллюстрируемом варианте осуществления нижняя часть 26 корпуса также содержит вентиляционный канал, используемый для выпуска или притока воздуха из корпуса или в корпус, соответственно, в течение движения поршневого элемента 38. В другом варианте осуществления вентиляционного канала может и не быть.
Корпус варианта осуществления, иллюстрируемого на фиг.1 и фиг.2, содержит детали, которые содействуют производству и снижают его стоимость. Например, внешнюю поверхность верхнего участка 48 нижней части 26 корпуса формуют для образования коронообразной внешней оболочки, которая имеет несколько точек 50 короны. Хотя это и не показано на фиг.2, внутреннюю область нижнего участка 52 верхней части 24 корпуса формуют для образования рисунка комплиментарной формы по отношению к коронообразной нижней части корпуса. Коронообразные формы 50 нижней части 26 корпуса тесно сопрягаются с комплементарными коронообразными формами (не показанными) верхней части 24 корпуса, облегчая в соответствии с этим пригонку с защелкиванием при сборке корпуса медицинского соединителя. Пружинное стопорное кольцо 51 также входит в состав нижней части 26 корпуса и удерживает верхнюю часть 24 корпуса по месту на нижней части 26 корпуса, как только верхняя часть корпуса принудительно установлена поверх пружинного стопорного кольца 51. Геометрия коронообразных форм также препятствует вращению верхней части 24 корпуса с нижней частью 26 корпуса, когда они защелкнуты вместе. Постоянная сборка верхней части корпуса с нижней частью корпуса может быть также достигнута посредством, например, геометрии, образованной ультразвуковой сваркой, спиновой сварки, пайкой или другими средствами в других вариантах осуществления. Было установлено, что эта конструкция в результате привела к эффективно произведенному узлу корпуса, который точно собран, который быстро и эффективно соединяется посредством защелки в надежный узел.
На фиг.3 и фиг.4 приведены увеличенные изображения поддающегося упругой деформации поршневого элемента 38. Один поршневой элемент 38 показан на обоих изображениях, каждое из которых повернуто под прямым углом относительно друг друга. Поршневой элемент содержит основные секции: головку 54 поршня, поддающуюся сжатию секцию 56 и поддающуюся сжатию или пружинную секцию 58. Поддающаяся сжатию секция расположена между головкой и пружиной. Поршневой элемент может быть соответственно получен литьем под давлением как одна деталь из упругого материала, например силикона или резины.
Головка 54 поршня имеет верхнюю часть 60, которая имеет эллиптическую внешнюю конфигурацию, и нижнюю часть, коническая секция 62 уступа которой имеет круглое поперечное сечение. Как следует из фиг.5, отверстие 64 формы маркизы образовано в верхней секции 60 эллиптической конфигурации. Эллиптическая коническая секция 61, которая содействует отверстию формы маркизы стремиться оставаться открытым, расположена между головкой 54 и секцией 62 уступа. Дополнительные подробности работы головки поршня смотри в патенте США №5676346, выданном Лейнзингу, описание которого включено в эту заявку в качестве ссылки. Хотя это и не показано на фиг.3-5, но поддающаяся сжатию секция 56 содержит саморасширяющийся внутренний канал, который является одним из аспектов настоящего изобретения.
На фиг.6 иллюстрируется изометрическое изображение поперечного сечения поддающейся сжатию секции 56. Как вполне очевидно, эта поддающаяся сжатию секция содержит внутренний канал 66, образованный двумя противоположными относительно жесткими стеновыми элементами 68, которые соединены вместе относительно гибкими мембранными элементами 70. Соединение стеновых элементов 68 приводит в результате к образованию внутреннего канала 66 шириной 72. Необходимо отметить, что термин "ширина" не используется в этой заявке в ограничительном смысле, то есть он не используется, чтобы показать размер в любом конкретном направлении во внутреннем канале. Вместо этого он использован в общем смысле, чтобы показать внутренний размер отверстия поперечного сечения внутреннего канала, измеренный под прямыми углами к продольной оси подвижного элемента.
Мембранные элементы 70 выполнены с возможностью складывания внутрь при приложении к поддающейся сжатию секции 56 сжимающего усилия. Вследствие относительной жесткости стеновых элементов 68, длина внутреннего канала 66 остается по существу постоянной при приложении такого сжимающего усилия, действующего в радиальном направлении. При прекращении действия или уменьшении сжимающего усилия, действующего в радиальном направлении, внутренний канал 66, являющийся саморасширяющимся, склонен расширяться до тех пор, пока он открыт, как показано на фиг.6, под действием усилия, обеспечиваемого упругим материалом поддающейся сжатию секции 56.
Можно отметить, что внутренний канал, иллюстрируемый на фиг.6, имеет необычную форму отверстия. Однако предпочтительность этой формы отверстия станет очевидной ниже при описании варианта осуществления настоящего изобретения со ссылкой на следующие чертежи.
На фиг.7 приведено продольное сечение соединителя 20, иллюстрируемого на фиг.1. Необходимо отметить, что соединитель, изображенный на фиг.7, находится в состоянии отсутствия доступа. То есть в его первый порт 28 для обеспечения гидродинамического сообщения через соединитель не была вставлена канюля с тупым кончиком.
Верхняя часть 24 корпуса имеет секции переменного внутреннего диаметра. Внутренняя секция, которая является непосредственно смежной первому порту 28, содержит коническую часть 100 Люэра, соответствующую стандарту Национального Института Стандартизации США, которая имеет очень небольшое внутреннее схождение на конус. Центральная внутренняя часть 102 имеет больший внутренний диаметр, чем коническая часть 100 Люэра, и отделена от конической части 100 Люэра стопорной конической частью 104. Нижняя часть 106 верхней части 24 корпуса имеет больший внутренний диаметр, чем центральная часть 102, и отделена от центральной части конической наклонной частью 108. Таким образом, по отношению к нижней части 106 центральная часть 102 представляет собой ограниченную область, а относительно центральной части 102 коническая часть 100 Люэра представляет собой более узкую область. Нижняя часть 106 имеет достаточно большой внутренний диаметр, чтобы обеспечивать возможность саморасширения внутреннего канала 66.
Теперь со ссылкой на фиг.7 и фиг.3 будет более детально описана и проиллюстрирована пружинная секция 58. В иллюстрируемом варианте осуществления пружинная секция 58 имеет конструкцию, содержащую множество относительно жестких кольцеобразных стеновых частей 110 (только две из которых указаны ссылочным номером 110 для обеспечения ясности чертежей), соединенных друг с другом посредством относительно гибких кольцеобразных шарниров 112, образующих вместе пружинную секцию. Кольцеобразные стеновые части 110, расположенные в центре пружинной секции, имеют форму 113 песочных часов (см. фиг.3), которая обеспечивает возможность их изгиба в центральной точке. Форма песочных часов и шарниры приводят в результате к контролируемому упругому сжатию пружины 58, чтобы принимать форму гармошки в ответ на сжимающее усилие, прикладываемое в осевом направлении, как будет описано ниже со ссылкой на фиг.10.
Внутренний диаметр пружинной секции 58 выбран для обеспечения возможности позиционирования пружины поверх опорной трубы 42, а внешний диаметр пружины выбран для обеспечения возможности позиционирования пружины в корпусе 22. Пружина просто поддается скольжению поверх опорной трубы 42 в иллюстрируемом варианте осуществления, но при приложении к пружине сжимающего усилия опорная труба препятствует выгибанию (потере устойчивости) пружины и содействует пружине в контролируемом изменении формы гармошки.
В состоянии отсутствия доступа соединителя 20, как показано на фиг.7, пружинная секция 58 поршневого элемента 38 толкает поддающуюся сжатию секцию 56 через наклонную часть 108 верхней части 24 корпуса в относительно зауженную центральную часть 102. Расположение поддающейся сжатию секции 56 в этом зауженном местоположении вызывает сжатие поддающейся сжатию секции и внутреннего канала, как показано на фиг.9. Радиальное сжимающее усилие прикладывается к поддающейся сжатию секции и заставляет мембранные элементы 70 складываться внутрь, а жесткие стеновые элементы 68 - двигаться в направлении друг к другу, как показано на фиг.9, существенно уменьшая в соответствии с этим ширину 72 внутреннего канала 66 до первой ширины в сжатом состоянии, которая намного меньше второй увеличенной ширины внутреннего канала 66, показанной на фиг.6. Если бы во внутреннем канале 66 была какая-либо жидкость, когда он имеет свою вторую ширину, как показано на фиг.6, то большая ее часть, если не вся жидкость, была бы вытеснена, когда внутренний канал принимает первую ширину, показанную на фиг.9.
На продольном сечении, приведенном на фиг.7, иллюстрируется взаимодействие трех частей соединителя описываемого варианта осуществления. Верхняя часть 24 корпуса имеет первый порт 28, который содержит охватывающий порт соединителя Люэра с элементами 30 резьбы, расположенными вокруг внешней части, и надежно соединена с нижней частью 26 корпуса. Нижняя часть 26 корпуса имеет второй порт 32, который содержит охватываемый соединитель 34 Люэра с нарезным стопорным кольцевым выступом 36. На фиг.7 видна внутренняя резьба. Нижняя часть 26 корпуса также содержит опорную трубу 40, интегрально образованную с нижней частью корпуса. В этом варианте осуществления настоящего изобретения опорная труба имеет длину, которая в результате определяет ее местоположение в первой части 24 корпуса при полной сборке корпуса. Этот элемент также очевиден из фиг.2.
Кроме того, подвижный элемент или поршень 38 показан смонтированным поверх опорной трубы и проходящим к первому порту 28 верхней части 24 корпуса. Головка 54 поршня находится в суженной конической области 100 Люэра первой части корпуса, и это сужение побуждает сжимающее усилие прикладываться против эллиптической части 60 головки 54 поршня, заставляя в соответствии с этим закрываться отверстие 64 формы маркизы. Эта закрытая конфигурация более очевидна из фиг.8, где видны верхняя часть головки поршня и закрытое отверстие 64. Необходимо отметить, что такая конфигурация обеспечивает возможность простого протирания головки поршня перед использованием. Это закрытое отверстие 64 блокирует течение жидкости через клапан в состоянии отсутствия доступа.
Необходимо отметить, что объем жидкости в соединителе 20 в этом состоянии отсутствия доступа ограничен открытой частью головки поршня под закрытым отверстием 64, внутренним каналом 66 через поддающуюся сжатию секцию, полостью 42 опорной трубы и вторым портом 32. Для сведения следует также указать, что опорная труба и второй порт являются жесткими конструкциями и их внутренние объемы не изменяются при доступе соединителя, как будет описано ниже. Хотя отверстие 64 головки поршня может казаться открытым на фиг.7, оно закрыто. Особая ориентация продольного сечения, показанного на фиг.7, иллюстрирует отверстие формы маркизы вдоль его длины и, таким образом, оно выглядит открытым. Однако на изометрическом изображении верхней части головки поршня, приведенном, например, на фиг.8, показано, что отверстие закрыто.
Как дополнительно следует из фиг.7, пружина имеет основание 114, которое установлено на основании 116 опорной трубы 40. Пружина может удерживаться по месту на основании опорной трубы посредством трения, клея или другими средствами. Например, в иллюстрируемом варианте осуществления настоящего изобретения подвижный элемент 38 расположен в нижней части 26 корпуса с пружинной секцией 58 поверх опорной трубы 40 и основания 114, как показано, а верхняя часть 24 корпуса расположена поверх подвижного элемента 38 и прикреплена к нижней части корпуса, как описано выше. Поскольку размеры верхней части корпуса и нижней части корпуса таковы, что имеется постоянное, хотя и ограниченное, аксиальное сжимающее усилие, прикладываемое к подвижному элементу 38, пружинная секция 58 стремится оставаться в показанном положении. Это усилие может быть названо усилием предварительной нагрузки. Дальнейшие детали могут быть обнаружены в вышеуказанном патенте США №5676346, выданном Лейнсингу. Опорная труба 40 проходит приблизительно из центра основания 116. Охватываемый конический соединитель 34 Люэра, имеющий полость 35, которая соосна с полостью 42 опорной трубы 40, проходит в дистальном направлении от основания.
На фиг.10 иллюстрируется соединитель 20 в состоянии доступа. Канюля 130 с тупым кончиком, которая в этом случае является охватываемым соединителем Люэра, вставлена в первый порт 28 в контакте с верхней секцией 60 головки поршневого элемента и сдвинула поршневой элемент так, что поддающаяся сжатию секция 56 теперь частично находится поверх опорной трубы 40. Пружина 58 теперь сжата.
Как описано в патенте США №5676346, выданном Лейнсингу, конфигурация головки поршня в результате приводит к самооткрыванию отверстия 64 головки поршня. То есть отверстие 64 является нормально открытым и для закрывания отверстия к головке поршня должны быть приложены радиальные сжимающие усилия. Эллиптическая коническая часть 61 (см. фиг.3 и фиг.4) головки 54 поршневого элемента также использует осевое усилие от вставления охватываемой канюли 130 Люэра для облегчения открывания отверстия 64. Таким образом, при надавливании охватываемой канюлей 130 на головку поршня в большей внутренней области корпуса 22 и устранении действия радиальных сжимающих усилий из головки поршня отверстие 64 самораскрывается, чтобы теперь обеспечивать возможность течения жидкости через соединитель 20.
Аналогичным образом, поддающаяся сжатию секция 56 имеет такую конструкцию, что внутренний канал 66 является саморасширяющимся. То есть внутренний канал 66 в нормальном состоянии (при отсутствии радиальных усилий) имеет вторую ширину, а радиальные сжимающие усилия должны быть приложены к поддающейся сжатию секции для закрывания внутреннего канала или для принуждения его иметь меньшую первую ширину. Таким образом, при надавливании охватываемой канюлей 130 на головку поршня в большей внутренней области корпуса 22 и прекращении действия радиальных сжимающих усилий на поддающуюся сжатию секцию внутренний канал 66 саморасширяется до его большей второй ширины, которая теперь обеспечит возможность большего объема жидкости в проходе для жидкости соединителя 20. Эта большая ширина либо точно компенсирует уменьшение длины прохода для жидкости через соединитель, либо добавляет дополнительный объем проходу для жидкости. Как можно видеть, если обратиться к фиг.10, давление охватываемой канюли 130 в соединителе 20 укорачивает длину прохода для жидкости через соединитель по сравнению с длиной, показанной на фиг.7, а, иначе говоря, благодаря этому уменьшает также объем жидкости. Однако увеличенная ширина внутреннего канала объемно противодействует такому уменьшению длины. Это более подробно описано со ссылкой на фиг.14 и фиг.15.
На фиг.10 показано, что поддающаяся сжатию секция 56 и внутренний канал 66 теперь расположены частично поверх опорной трубы 40. Такое расположение может быть более подробно видимым на увеличенном схематическом изображении, приведенном на фиг.12. Однако опорная труба имеет полость 42, через которую может течь жидкость, и продольную прорезь 46 в стенке 44 трубы, через которую жидкость может непрерывно течь в полость опорной трубы и во внутренний канал и из полости опорной трубы и из внутреннего канала, как показано на фиг.10. Жидкость, которая может достигать пружинной секции, также может течь в прорезь опорной трубы и из прорези опорной трубы, так что в состоянии наличия доступа непрерывное течение жидкости имеет место через соединитель. Не существует какой-либо емкости или мертвого пространства, так что каждая часть прохода для жидкости обеспечивает возможность непрерывного течения через нее жидкости.
В соответствии с фиг.11 в связи с фиг.10 можно также увидеть под другим углом взаимодействие опорной трубы 40, ее полости 42 и ее прорези 46 с внутренним каналом 66. Изображение, приведенное на фиг.11, представляет собой поперечное сечение устройства, иллюстрируемого на фиг.10, которое является соединителем в состоянии доступа. На фиг.11 показана возможная ориентация прорези опорной трубы с внутренним каналом. В этой конфигурации прорезь 46 опорной трубы находится против одной из жестких стенок 68 внутреннего канала. Такое особое расположение не препятствует течению жидкости через внутренний канал, поскольку проходы 132 предусмотрены в нижней части внутреннего канала для обеспечения течения жидкости между внутренним каналом и ближайшей частью пружинной секции. На увеличенном схематическом изображении, приведенном на фиг.13, более ясно показаны проходы 132. В состоянии наличия доступа точка соединения между пружинной секцией 58 и поддающейся сжатию секцией 56 может быть предназначена для ограничения проходов 132, через которые выступает опорная труба 40. Таким образом, на дистальном конце внутреннего канала 66 множество зазоров или проходов 132 может быть ограничено между поршневым элементом 38 и опорной трубой 40, которые коллективно обеспечивают путь течения жидкости между всеми частями внутреннего канала 66 и ближайшей секцией 133 (см. фиг.12) пружинной секции 58, откуда жидкость может течь в полость 42 опорной трубы через прорезь 46.
Таким образом, поддающаяся сжатию секция 56 имеет такую конструкцию, чтобы при наличии доступа соединителя 20 канюлей 130 с тупым кончиком жидкость могла непрерывно течь через весь внутренний канал 66 без образования емкости в какой-либо точке, в которой жидкость может захватываться, удерживаться и задерживаться. Поршневой элемент 38 предназначен для обеспечения большей ширины прохода для жидкости в местоположении поддающейся сжатию секции 56, когда соединитель находится в состоянии доступа, как показано на фиг.10, увеличивая, таким образом, объем прохода для жидкости и поддерживая его таким, как объем прохода для жидкости в состоянии отсутствия доступа, как показано на фиг.7.
Очевидно, что в том случае, если прорезь 46 опорной трубы ориентирована так, чтобы она была обращена к одному из мембранных элементов 70, показанных на фиг.11, то жидкость может течь непосредственно между полостью 42 опорной трубы и внутренним каналом 66 через прорезь 46 или параллельно с течением жидкости через проходы 132.
Короче говоря, в состоянии наличия доступа, как иллюстрируется на фиг.10, внутренний проход для жидкости через соединитель 20 проходит через отверстие поршневого элемента, через головку поршневого элемента, через весь внутренний канал 66, через полость 42 опорной трубы и через второй порт 32. Очевидно, что направление течения жидкости может быть изменено на обратное, если жидкость извлекают через соединитель. Необходимо отметить, что, по сравнению с фиг.7, внутренний проход для жидкости, показанный на фиг.10, укорочен на величину, на которую канюля 130 с тупым кончиком вошла в первый порт 28, или, иначе говоря, на величину, на которую внутренний канал 66 теперь покрывает опорную трубу 40. Однако саморасширение внутреннего канала до большей ширины объемно компенсирует уменьшение длины внутреннего прохода для жидкости. И, наоборот, при извлечении охватываемой канюли 130 из первого порта 28 внутренний проход для жидкости через соединитель удлинится, но в то же самое время ширина внутреннего канала уменьшится. Если уменьшение ширины уменьшает объем жидкости во внутреннем проходе для жидкости соединителя на величину, которая больше, чем увеличение длины вызывает увеличение объема, то болюс жидкости может быть вытеснен соединителем 20 через второй порт.
Далее будет описана дополнительная деталь внутреннего канала. Как следует из фиг.9 и фиг.11, мембранные элементы 70 могут быть выполнены с возможностью складывания внутрь при приложении радиального сжимающего усилия к поддающейся сжатию секции. Вследствие относительной жесткости стеновых элементов 68 длина 134 внутреннего канала 66 остается по существу постоянной при приложении радиального сжимающего усилия. При прекращении или уменьшении действия радиального сжимающего усилия внутренний канал 66 саморасширяется и стремится к расширению под действием силы, обеспечиваемой упругим материалом поддающейся сжатию секции 56.
Что касается пружинной секции 58, то поршневой элемент 38 упруго деформируется так, чтобы обеспечивать возможность кольцевым частям 110 поочередно деформироваться в направлении внутрь и в направлении наружу, позволяя в то же самое время повороту иметь место, главным образом, в шарнирах 112, как, например, показано на фиг.10. Сравнение двух конфигураций пружинной секции 58, иллюстрируемых на фиг.7 и фиг.10, обнаружит то, что в конфигурации, иллюстрируемой на фиг.10, пружинная секция 58 делает также вклад в увеличение внутреннего прохода для жидкости через соединитель, получаемый в результате вставления охватываемого Люэра в соединитель. Поскольку продольная прорезь 46 проходит по существу вдоль всей длины пружинной секции в конфигурации, иллюстрируемой на фиг.10, жидкость может непрерывно течь в промежутках 59, образованных между пружинной секцией и опорной трубой 40 в результате действия шарниров 112 в течение сжатия пружинной секции.
На фиг.7 пружинная секция 58 показана в удлиненной конфигурации, когда подвижный элемент 38 находится в первом положении, то есть соединитель 20 не имеет доступа охватываемым Люэром. Как можно видеть, пружинная секция довольно плотно облегает вокруг опорной трубы 40 вдоль всей ее длины. В этом местоположении пружинная секция имеет первый внутренний объем. Когда соединитель 20 имеет доступ и подвижный элемент 38 расположен в его втором положении, как показано на фиг.10, то пружинная секция 58 сжата. При сжатии одни детали пружинной секции продолжают плотно облегать опорную трубу 40, тогда как другие детали движутся в направлении наружу, образуя промежутки 59, показанные на фиг.10. Принимая во внимание внутренний объем пружинной секции, который включает в себя части вблизи и части, расположенные дальше от опорной трубы 40, пружинная секция имеет второй внутренний объем, и этот второй внутренний объем больше первого внутреннего объема (удлиненной или несжатой пружинной секции). Вследствие такой конфигурации и того факта, что прорезь в опорной трубе проходит в пружинную секцию, пружинная секция образует часть внутреннего прохода для жидкости через соединитель. В иллюстрируемом варианте осуществления пружинная секция делает вклад в увеличение результирующего объема внутреннего прохода для жидкости, когда соединитель имеет доступ. И, наоборот, когда соединитель не имеет доступа, то есть, когда извлечена охватываемая канюля Люэра 130, пружинная секция будет схлопываться в конфигурацию, иллюстрируемую на фиг.7, уменьшая результирующий объем внутреннего прохода для жидкости через соединитель.
Очевидно, что возможны модификации форм пружинной секции. Изменения могут быть сделаны для оказания воздействия на скорость потока, восстанавливающее усилие, скорость возврата пружинной секции, объем, разность объемов конфигурации сжатия и растяжения, герметизацию, удержание поршня и допуск канюлей с тупым кончиком. Модификации предусматривают изменение числа кольцеобразных секций, толщины и высоты стенки или могут включать в себя различные конфигурации всей пружинной секции, как иллюстрируется на примерах, приведенных на фиг.16-18.
Использование опорной трубы 40 имеет также другое преимущество. Поскольку она занимает объем во внутреннем проходе для жидкости вследствие своего размера, то имеется меньше объема для жидкости в этом проходе, когда соединитель не имеет доступа (как иллюстрируется на фиг.7). Это в результате приводит к меньшему проходу для жидкости в состоянии отсутствия доступа, что может быть в ином случае при отсутствии опорной трубы. Поскольку опорная труба является жесткой, она имеет постоянный объем, который не будет изменяться.
На фиг.14 и фиг.15 приведены схематические изображения, которые представляют концепцию регулирования объема внутреннего прохода для жидкости через соединитель на основе расширения и сжатия части прохода. На фиг.14 показан схематический соединитель 136, который содержит внутренний проход 138 для жидкости, имеющий длину 140, связывающий первый порт 142 со вторым портом 144. На фиг.14 одинарную пунктирную линию, смежную первому порту 142, используют для иллюстрации закрытого отверстия головки поршня. Внутренний канал 146, имеющий первую ширину 148, является образующей частью прохода 138 для жидкости. На фиг.15 в первый порт 142 соединителя 136 вставлена канюля 150 с тупым кончиком, и соединитель имеет укороченный внутренний проход 138 для жидкости, который теперь имеет длину, указанную ссылочным номером 154. Разность длины 140 внутреннего прохода, иллюстрируемого на фиг.14, и длины 154 внутреннего прохода для жидкости, иллюстрируемого на фиг.15, указана ссылочным номером 156. Если больше ничего не меняется, то объем внутреннего прохода 138 для жидкости, иллюстрируемого на фиг.15, теперь будет меньше внутреннего прохода для жидкости, иллюстрируемого на фиг.14, и при удалении охватываемой канюли 150 может ожидаться отрицательный болюсный эффект. Однако ширина 160 внутреннего канала 146, иллюстрируемого на фиг.15, увеличена, чтобы стать больше ширины 148 внутреннего канала, иллюстрируемого на фиг.14. Очевидно, что, благодаря соответствующему выбору ширины внутреннего канала в расширенном и сжатом состояниях, объем пути 138 течения жидкости может быть сделан больше, оставаться прежним или меньше, когда канюля с тупым кончиком получила доступ соединителя 136. Если объем увеличивается, то при удалении канюли из соединителя создается положительный болюсный эффект. Если объем остается одинаковым, то создается нейтральный болюсный эффект, а при уменьшении объема создается отрицательный болюсный эффект.
Теперь будет описана работа медицинского соединителя 20, причем соединитель сначала находится в состоянии отсутствия доступа или в закрытом положении, как иллюстрируется на фиг.7. Упругость пружинной секции 58 поршневого элемента 38 побуждает головку 54 поршня смещаться в суженной конусообразной части 100 Люэра, соответствующей стандарту Национального Института Стандартизации США. Уступ 62 головки 54 поршня входит в контактное взаимодействие с конусообразной стопорной частью 104 верхней части 24 корпуса и контролирует положение верхней части головки 54 поршня относительно края первого порта 28, образуя, таким образом, с ней свабируемую поверхность. Острые края отверстия 64 формы маркизы облегчают герметичное уплотнение при сжатии отверстия вдоль его малой оси и благодаря сжатию верхней секции 60 головки 54 поршня вдоль ее большой оси.
Непосредственно перед доступом соединителя охватываемым соединителем Люэра в первом порту 28, верхняя поверхность головки 54 поршня и край первого порта могут быть очищены, например, путем прохождения стерилизующего сваба поверх ровной поверхности головки поршня, лежащей заподлицо, немного ниже или немного выше верхней поверхности первого порта. После этого соединитель легко доступен для стандартного охватываемого соединителя Люэра с нарезным стопорным кольцевым выступом или без нарезного стопорного кольцевого выступа.
Конец охватываемого соединителя Люэра приводят в контактное взаимодействие с ближайшей поверхностью верхней секции 60 головки 54. Приложение достаточного усилия побуждает пружинную секцию 58 поршневого элемента 38 к аксиальному контактному взаимодействию и сжимает гармошкоподобную конфигурацию так, что между пружинной секцией 58 и опорной трубой 40 ограничиваются проходы 132. Так как пружинная секция 58 сокращается (сжимается) в осевом направлении, головка 54 поршня выходит из суженной конусообразной части 100, соответствующей стандарту Национального Института Стандартизации США, верхней части 24 корпуса в центральной части 102. Когда головка 54 поршня освобождает конусообразную стопорную часть 104 и перемещается в центральную часть 102, больший внутренний диаметр центральной части обеспечивает возможность верхней секции 60 головки поршня самораскрываться и стремиться к принятию ее нормальной эллиптической формы и подобное действие обеспечивает возможность отверстию 64 стремиться к самооткрыванию для принятия его нормально открытой конфигурации отверстия формы маркизы, открывая в соответствии с этим проход для жидкости через соединитель и головку 54 поршня.
Кроме того, когда пружинная секция 58 сжимается под осевым давлением охватываемого конца канюли 130 Люэра, поддающаяся сжатию секция 56 движется в дистальном направлении из суженной центральной части 102 верхней части 24 корпуса в верхнюю часть 106 большего диаметра верхней части корпуса, обеспечивая возможность поддающейся сжатию секции саморасширяться и принимать расширенную конфигурацию. Когда поддающаяся сжатию секция 56 движется в дистальном направлении, то опорная труба 40 будет проходить во внутренний канал 66.
Когда канюля 130 с тупым кончиком оказывается полностью вставленной в соединитель 20, поддающаяся сжатию секция полностью саморасширяется, увеличивая в соответствии с этим ширину внутреннего канала. Теперь через соединитель может иметь место течение жидкости. Внутренний проход для жидкости через соединитель увеличивается по ширине, чтобы объемно компенсировать уменьшение длины, и жидкость непрерывно течет через каждую часть внутреннего прохода для жидкости соединителя. Кроме того, жидкость течет через всю поддающуюся сжатию секцию 56 вследствие прорези 46 в стенке 44 опорной трубы 40 и проходов 132, которые обеспечивают возможность течения жидкости через дистальный конец внутреннего канала 66 в ближайщей секции 133 пружинной секции и в прорези 46.
При извлечении канюли 130 с тупым кончиком из соединителя 20 для обеспечения возможности возврата соединителя в состояние отсутствия доступа восстанавливающее усилие, генерируемое пружинной секцией 58 поршневого элемента 38, побуждает поддающуюся сжатию секцию 56 выталкиваться приблизительно за наклонную секцию 108 в зауженных границах центральной секции 102 верхней части 24 корпуса и, таким образом, в сжатое состояние, где внутренняя ширина 72 внутреннего канала уменьшается до его первой ширины, как показано на фиг.7. Таким образом, объем прохода для жидкости через канал может уменьшаться в зависимости от выбранных размеров поддающейся сжатию секции 56 и ее внутреннего канала 66. Если это так, то болюс жидкости, который был во внутреннем канале, будет вытеснен через второй порт 32. Эллиптическая верхняя часть 60 головки 54 поршня одновременно направляется конусообразной стопорной секцией 104 в конусообразную секцию 100 Люэра, соответствующую стандарту Национального Института Стандартизации США, где она снова побуждается принимать суженную круглую форму для закрывания отверстия 64 и восстановления надежного уплотнения против течения жидкости через соединитель 20.
Таким образом, был проиллюстрирован и описан новый и полезный клапан для использования в медицинских соединителях, который обеспечивает контролируемый болюсный эффект. В зависимости от увеличенной (удлиненной) или уменьшенной (сжатой) ширины, выбранной для внутреннего канала 66 поддающейся сжатию секции в отношении конфигурации баланса поршневого элемента 38, может быть достигнут положительный болюсный, отрицательный болюсный и безболюсный эффект, когда соединитель переводят в состояние отсутствия доступа из состояния доступа.
Из приведенного выше описания очевидно, что, хотя были проиллюстрированы и описаны конкретные варианты осуществления, без отклонения от сущности и объема настоящего изобретения могут быть сделаны различные модификации. В соответствии с этим настоящее изобретение не ограничено вышеприведенным описанием и прилагаемой формулой изобретения.
1. Соединитель для регулирования течения жидкости, имеющий внутренний проход для жидкости, через который жидкость может течь через соединитель, содержащий корпус (22), имеющий первый порт (28) и второй порт (32), причем первый порт выполнен с возможностью приема канюли с тупым кончиком, а второй порт выполнен с возможностью гидродинамического сообщения с гидродинамическим каналом, подвижный элемент (38), размещенный в корпусе, выполненный с возможностью перемещения из первого положения, в котором он блокирует течение жидкости через корпус, во второе положение, в котором он обеспечивает возможность течения жидкости через корпус, содержащий головку (54), ограничивающую обычно открытое отверстие, образующее часть прохода для жидкости через соединитель, конструктивно выполненную с возможностью самооткрывания отверстия для обеспечения возможности течения жидкости при нахождении подвижного элемента во втором положении, и перемещения в закрытую конфигурацию, препятствующую течению жидкости при нахождении подвижного элемента в первом положении; поддающуюся сжатию секцию (56) выполненную с возможностью саморасширения и сжатия, определяющую внутренний канал (66), образующий часть прохода для жидкости через соединитель и имеющий длину и ширину, поддающуюся изменению между первой шириной и второй шириной, при этом поддающаяся сжатию секция (56) конструктивно выполнена таким образом, чтобы при нахождении подвижного элемента во втором положении она саморасширялась для достижения внутренним каналом второй ширины, при принципиально неизменной длине внутреннего канала, а внутренний канал дополнительно выполнен так, что при нахождении подвижного элемента в первом положении внутренний канал перемещается к первой ширине, при этом первая ширина меньше второй ширины.
2. Соединитель по п.1, в котором первая и вторая ширины внутреннего канала (66) поддающейся сжатию секции (56) выбраны так, чтобы проход для жидкости имел первый объем при нахождении подвижного элемента в первом положении, и второй объем при нахождении подвижного элемента во втором положении, причем второй объем больше первого объема.
3. Соединитель по п.1, в котором первая и вторая ширины внутреннего канала (66) поддающейся сжатию секции (56) выбраны так, чтобы проход для жидкости имел первый объем при нахождении подвижного элемента в первом положении, и второй объем при нахождении подвижного элемента во втором положении, причем второй объем приблизительно равен первому объему.
4. Соединитель по п.1, в котором внутренний канал (66) поддающейся сжатию секции имеет такую конструкцию, чтобы жидкость могла непрерывно течь через весь внутренний канал, когда подвижной элемент расположен во втором положении.
5. Соединитель по п.1, дополнительно содержащий опорную трубу (40), имеющую противоположные концы, причем опорная труба определяет полость, проходящую между противоположными концами, при этом один конец находится в гидродинамическом сообщении со вторым портом (32), а полость образует часть внутреннего прохода для жидкости через соединитель.
6. Соединитель по п.5, в котором опорная труба (40) имеет стенку (44), определяющую прорезь (46), обеспечивающую путь жидкости между внешней областью трубы и полостью.
7. Соединитель по п.6, в котором опорная труба (40) имеет по отношению к подвижному элементу (38) такую конструкцию, чтобы при нахождении подвижного элемента во втором положении полость и прорезь (46) опорной трубы (40) по меньшей мере, были расположены во внутреннем канале поддающейся сжатию секции (56) так, чтобы жидкость могла течь через этот внутренний канал, через прорезь, через полость опорной и трубы и через второй порт (32) корпуса.
8. Соединитель по п.7, в котором внутренний канал поддающейся сжатию секции (56) имеет противоположные первый и второй концы, причем первый конец смежен отверстию головки (54), а подвижный элемент (38) определяет проход, расположенный на втором конце внутреннего канала и образующий часть пути жидкости, проходящего от отверстия, через внутренний канал и из внутреннего канала через проход.
9. Соединитель по п.8, в котором полость и прорезь (46) опорной трубы (40), по меньшей мере, частично проходят к местоположению вне внутреннего канала поддающейся сжатию секции (56) при нахождении подвижного элемента (38) во втором положении, а указанный путь жидкости дополнительно проходит от прохода через прорезь и в полость в местоположении вне внутреннего канала.
10. Соединитель по п.8, в котором подвижный элемент (38) дополнительно содержит пружинную секцию (58), соединенную с поддающейся сжатию секцией (56), а указанный путь жидкости дополнительно проходит от прохода и в пружинную секцию, благодаря чему пружинная секция обеспечивает часть внутреннего прохода для жидкости.
11. Соединитель по п.10, в котором пружинная секция (58) является удлиненной, когда подвижный элемент (38) находится в первом положении, причем, будучи удлиненной, пружинная секция имеет первый внутренний объем, и пружинная секция является сжатой, когда подвижный элемент находится во втором положении, причем, будучи сжатой, пружинная секция имеет второй внутренний объем, который больше первого внутреннего объема пружинной секции, благодаря чему внутренний объем части пути жидкости, обеспечиваемый пружинной секцией, больше, когда пружинная секция является сжатой.
12. Соединитель по п.1, в котором корпус (22) имеет суженную область, смежную первому порту (28), причем головка подвижного элемента расположена в суженной области, когда подвижный элемент находится в первом положении, суженная область имеет такие размеры, чтобы побуждать отверстие головки закрываться.
13. Соединитель по п.1, в котором корпус включает центральную часть (102) ниже указанного первого отверстия (28) и нижнюю часть (106), имеющую больший внутренний диаметр, чем центральная часть (102), причем поддающаяся сжатию секция расположена в указанной нижней части (108), когда подвижный элемент находится во втором положении, и размещена в указанной центральной части (106), когда подвижный элемент находится в первом положении, причем центральная часть (102) имеет такие размеры, чтобы побуждать ширину внутреннего канала поддающейся сжатию секции перемещаться к первой ширине.
14. Соединитель по п.13, в котором поддающаяся сжатию секция (56) соединена с головкой (54) и подвижный элемент дополнительно содержит пружинную секцию (58), соединенную с поддающейся сжатию секцией, причем пружинная секция выполнена с возможностью толкания подвижного элемента в первое положение, в котором поддающаяся сжатию секция расположена в зауженной области.
15. Соединитель по п.14, в котором головка (54), поддающаяся сжатию секция (56) и пружинная секция (58) сформированы как интегральный подвижный элемент.
16. Соединитель по п.1, в котором поддающаяся сжатию секция (56) содержит множество относительно гибких мембранных элементов (70) и множество относительно жестких стеновых элементов (68), причем мембранные элементы (70) соединяют вместе смежные края стеновых элементов (68).
17. Соединитель по п.16, в котором мембранные элементы (70) выполнены с возможностью складываться внутрь, когда внутренний канал имеет первую ширину.
18. Способ регулирования течения жидкости, предусматривающий установку канюли с тупым кончиком в первый порт (28) корпуса (22) для установления гидродинамического сообщения с корпусом; перемещение подвижного элемента (38), который размещен в корпусе, как реакция на этап установки канюли с тупым кончиком, из первого положения, в котором обычно открытое отверстие, образованное в головке (54) подвижного элемента, вынуждено закрыться, чтобы предотвратить течение жидкости через корпус, во второе положение, в котором обычно открытое отверстие самооткрывается, чтобы позволить течение жидкости через корпус; где этап перемещения подвижного элемента, кроме того, предполагает перемещение подвижного элемента из первого положения, в котором поддающаяся сжатию секция (56) подвижного элемента имеет внутренний канал (66), имеющий некоторую длину и первую ширину, во второе положение, в котором поддающаяся сжатию секция саморасширяется так, что внутренний канал имеет вторую ширину, которая больше первой ширины; побуждение жидкости течь через обычно открытое отверстие и через весь внутренний канал, когда подвижной элемент расположен во втором положении; перемещение канюли с тупым кончиком назад из первого порта (28) корпуса; перемещение подвижного элемента (38) из второго положения в первое положение во время этапа перемещения канюли с тупым кончиком назад и в этом положении обычно открытое отверстие вынужденно закрывается, чтобы не дать жидкости течь через корпус; где этап перемещения подвижного элемента (38) из второго положения в первое положение, кроме того, предполагает перемещение внутреннего канала из второй ширины в первую ширину во время этапа перемещения назад и поддержание длины внутреннего канала в принципе неизменным.
19. Способ по п.18, в котором этап перемещения подвижного элемента (38) предусматривает расширение внутреннего канала до второй ширины, при котором объем для течения жидкости через соединитель больше, чем когда внутренний канал имеет первую ширину.
20. Способ по п.18, в котором этап перемещения подвижного элемента (38) предусматривает расширение внутреннего канала (66) до второй ширины, при которой объем для течения жидкости через соединитель приблизительно тот же, когда внутренний канал имеет первую ширину.
21. Способ по п.18, в котором этап перемещения подвижного элемента (38) дополнительно предусматривает перемещение внутреннего канала поверх опорной трубы (40), имеющей полость, образующую часть внутреннего прохода для жидкости через соединитель, и этап побуждения жидкости течь внутренний канал предусматривает побуждение жидкости также течь через полость опорной трубы.
22. Способ по п.18, дополнительно предусматривающий толкание подвижного элемента (38) в первое положение так, чтобы отверстие закрывалось и внутренний канал (66) имел первую ширину во время перемещения канюли с тупым кончиком назад из первого порта (28) корпуса (22).
