Устройство для безопасного позиционирования шприца с иглой в полости тела

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к зависимому от давления сцепляющему устройству для автоматического подключения движущей силы к игле и отключения движущей силы от иглы в зависимости от внешнего давления, воздействующего на иглу. Устройство содержит корпус, имеющий внутреннее пространство. Устройство включает чувствительный к давлению элемент, образующий часть камеры давления, расположенный во внутреннем пространстве для определения внешнего давления. Чувствительный к давлению элемент выполнен с возможностью перехода между первой конфигурацией, соответствующей первому состоянию давления, и второй конфигурацией, соответствующей второму состоянию давления. Устройство имеет принимающий усилие элемент, функционально связанный с чувствительным к давлению элементом. Принимающий усилие элемент выполнен с наличием дополняющей структуры для передающего усилие элемента, который функционально связан с конструкцией приложения усилия для приложения движущей силы пользователем. Во время работы игла соединена с конструкцией приложения усилия посредством чувствительного к давлению сцепляющего устройства и чувствительный к давлению элемент находится в сообщении давлением с внешним давлением так, что, когда внешнее давление переходит пороговый уровень, чувствительный к давлению элемент переключается из одной конфигурации в другую. Это приводит к соединению принимающего усилие элемента с передающим усилие элементом или разъединению с ним. В результате прилагаемая к конструкции приложения усилия движущаяся сила подключается к игле или отключается от нее. Техническим результатом является снижение риска прокалывания окружающих жизненно важных структур. 7 з.п. ф-лы, 20 ил.

 

ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ССЫЛКИ НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

[0001] Настоящая заявка испрашивает приоритет согласно 35 Своду законов США, §119(e), и преимущество предварительной заявки на патент США 62/091199, поданной 12 декабря 2014 года под названием «POSITIONING DEVICE FOR NEEDLE SYRINGE (УСТРОЙСТВО ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ ДЛЯ ШПРИЦА С ИГЛОЙ)». Настоящая заявка также испрашивает иностранный приоритет согласно 35 Своду законов США, §119(b), и преимущество патентной заявки Тайваня под номером P144228TW, поданной 21 ноября 2014 года под названием «А POSITIONING DEVICE FOR NEEDLE SYRINGE (УСТРОЙСТВО ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ ДЛЯ ШПРИЦА С ИГЛОЙ)». Полное содержание каждой из вышеуказанных заявок включено в данный документ с помощью ссылки.

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0002] Настоящее изобретение в целом относится к области позиционирования шприца с иглой. Более конкретно, настоящее изобретение относится к устройствам и способам для безопасного позиционирования шприца с иглой в полости тела пациента, такой как эпидуральное пространство.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0003] Во время медицинских процедур определение местоположения и осуществление доступа к полости тела часто является необходимым этапом для терапевтических, анестезирующих и диагностических целей. Например, такие процедуры как эпидуральная инъекция, экстренная трахеотомия, дренаж плевральной трубкой и чрескожная гастростомия свищевой полости все требуют точного определения местоположения и осуществления доступа иглой к соответствующей полости тела. Эти процедуры прокалывания имеют высокие факторы риска. Если игла вставлена слишком далеко или недостаточно далеко, это часто может приводить к ужасным последствиям.

[0004] Используя эпидуральную инъекцию в качестве иллюстративного примера, данная процедура требует точного позиционирования кончика иглы в эпидуральном пространстве (также известном как эпидуральная полость) для введения обезболивающего лекарственного средства. Эпидуральное пространство представляет собой анатомическое пространство, расположенное в наиболее удаленной части позвоночного канала, лежащее между желтой связкой и твердой мозговой оболочкой. У людей эпидуральная полость содержит лимфатические сосуды, корешки спинномозгового нерва, рыхлую соединительную ткань, жировую ткань, мелкие артерии и сеть внутренних позвоночных венозных сплетений. Ее ширина составляет лишь около 3-5 мм. Введение иглы за пределы эпидурального пространства может легко привести к травмам спинного мозга и другим медицинским осложнениям. Поэтому очень важно иметь возможность точно определять местоположение этой полости тела.

[0005] Стандартные способы для определения местоположения эпидурального пространства обычно основаны на навыках выполняющего операцию (например, анестезиолога, медицинской сестры и т.д.). Для выполнения эпидуральной инъекции с использованием стандартного способа выполняющий операцию сначала должен поместить пациента в надлежащее положение. Затем выполняющий операцию вводит иглу в позвоночный столб пациента. Когда кончик иглы входит в более глубокую часть межостистой связки, выполняющий операцию удерживает иглу на месте и подсоединяет шприц, наполненный физиологическим раствором или воздухом, к разъему иглы. Вместе со шприцем обычно устанавливают рукоятку или крыловидную ручку на разъеме иглы, чтобы выполняющий операцию применил движущее усилие для продвижения иглы далее в тело. Когда выполняющий операцию нажимает на ручку для передвижения иглы вперед, он одновременно также нажимает на поршень шприца для поддержания давления внутри цилиндра шприца. До того как игла достигает эпидурального пространства, для воздуха или физиологического раствора нет места для выхода, поэтому обратное давление накапливается в цилиндре шприца. Таким образом выполняющий операцию ощущает внезапную потерю сопротивления (ПС), когда игла достигает эпидурального пространства, поскольку воздух или физиологический раствор вводятся в эпидуральное пространство. Данная внезапная ПС позволяет выполняющему операцию узнать, когда остановить продвижение иглы.

[0006] Вышеописанный стандартный способ является крайне субъективным, технически сложным и подверженным человеческим ошибкам. Он также требует больше времени для определения местоположения пространства, поскольку выполняющий операцию должен выполнять его медленно, чтобы не пропустить 3-5 мм пространство. Любое небольшое инерционное движение руки может легко переместить ход иглы за пределы эпидурального пространства, приводя к дуральной пункции и повреждению нерва.

[0007] Многочисленные попытки были предприняты в данной области для решения этой проблемы. Один подход сосредоточен на предоставлении визуального сигнала, чтобы помочь выполняющему операцию узнать, когда игла достигла эпидурального пространства. Например, патент США №7175608 В2, выданный на имя Hasan, раскрывает характерное устройство для определения местоположения эпидурального пространства, которое использует диафрагму, чтобы предоставить визуальный сигнал выполняющему операцию для указания того, что игла достигла эпидурального пространства. В устройстве Hasan диафрагма приспособлена для повышения давления таким образом, что, когда устройство находится под давлением, оно выгибается наружу, чтобы предоставить визуальный индикатор изменения давления. Многие другие способы и устройства предшествующего уровня техники раскрывают различные средства для аналогичного обеспечения визуальных сигналов для указания того, что игла достигла эпидурального пространства. Однако эти устройства и способы не решают фундаментальной проблемы ошибки выполняющего операцию, поскольку они все еще должны полагаться на выполняющего операцию человека, чтобы обратить внимание на предупреждение и прекратить продвигать иглу.

[0008] Патент США №8715234 В2, выданный на имя Bethi, раскрывает устройство для расположения иглы в полости тела, которое предусматривает возможность автоматической остановки продвижения иглы при достижении иглой полости тела. Устройство работает посредством уравновешивания силы трения между иглой и связками против обратного давления в цилиндре шприца. Оно содержит шприц, заключенный в каркас, который соединен исключительно с поршнем шприца. Когда игла находится в связке, обратное давление в цилиндре шприца будет превышать силу трения между иглой и связкой, так что, когда выполняющий операцию толкает поршень вперед, обратное давление будет действовать для продвижения вперед всего узла шприц/игла. При входе в полость тела содержимое цилиндра шприца будет высвобождено, тем самым снижая обратное давление. В этот момент игла будет удерживаться на месте посредством трения между иглой и связкой, тогда как поршень будет продвигаться для выпуска содержимого шприца.

[0009] Хотя устройство Bethi предполагает возможность остановить иглу при вхождении в целевую полость, оно требует громоздкой конструкции и несовместимо с существующим устройством, обычно имеющимся в медицинских учреждениях. На практике устройство Bethi дополнительно имеет несколько других недостатков. Например, поскольку устройство Bethi основано на уравновешивании давления воздуха в цилиндре шприца и трения между иглой и связкой, свойство воздуха сжиматься создает внутреннюю неустойчивость в узле игла-шприц. Это означает, что точный контроль иглы в принципе невозможен, что затрудняет пользователю точно расположить иглу и дополнительно увеличивает риск повреждения окружающих тканей. Кроме того, устройство основано на разнице отрицательного давления между целевой полостью и связкой; поэтому оно работает только для полостей, которые имеют отрицательное давление по отношению к связке (например, эпидуральное пространство). Для полостей, которые имеют более высокое давление по отношению к связке (например, грудная полость), устройство Bethi не будет работать.

[0010] Таким образом, все еще существует настоятельная необходимость в более универсально применимых способах и устройствах определения местоположения полостей тела и размещения в них игл без высокого риска прокалывания окружающих жизненно важных структур.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0011] В настоящем изобретении задача определения местоположения полости тела и расположения в ней иглы без случайного прохождения полости, которое приводит к повреждению ткани, решается посредством зависящего от давления сцепляющего устройства, выполненного с возможностью автоматического соединения и отсоединения иглы от движущей силы, основанной на разности давлений внутри и снаружи полости.

[0012] В контексте настоящего изобретения термин «сцепляющее устройство» относится к устройству, выполненному с возможностью соединения и разъединения двух работающих частей так, что прикладываемые усилия на одну работающую часть передаются на другую работающую часть только когда сцепляющее устройство находится в «соединенном» состоянии. «Зависящее от давления сцепляющее устройство» относится к сцепляющему устройству, модулированному давлением. Такое устройство будет иметь возможность автоматически переключаться между «соединенным состоянием» и «разъединенным состоянием» в зависимости от наличия порогового внешнего давления. Возникновение такого порогового давления в данном документе называется «событием перехода порога». Используя эпидуральную инъекцию в качестве иллюстративного примера, когда узел игла-шприц, содержащий зависящее от давления сцепляющее устройство согласно настоящему изобретению, вводят в пациента, зависящее от давления сцепляющее устройство может принимать «соединенное» состояние, которое соединяет иглу с движущей силой для продвижения иглы далее по направлению к эпидуральному пространству. При достижении эпидурального пространства игла испытает изменение давления, т.е. событие перехода порога. Это изменение давления затем запустит автоматический перевод зависящего от давления сцепляющего устройства в «разъединенное» состояние, чтобы отсоединить движущую силу от иглы. В этом «разъединенном» состоянии любая движущая сила, приложенная к узлу игла-шприц, не будет передаваться к игле, таким образом обеспечивая, что игла не переместится за пределы эпидурального пространства. При помощи сцепляющего устройства пользователь может просто прикладывать непрерывную движущую силу к игле, не беспокоясь о выходе за эпидуральное пространство, поскольку сцепляющее устройство будет действовать как предохранительное устройство для автоматического отсоединения движущей силы от иглы при достижении эпидурального пространства.

[0013] Соответственно, в одном аспекте настоящее изобретение предлагает зависящее от давления сцепляющее устройство для автоматического соединения и отсоединения иглы от движущей силы. Сцепляющие устройства согласно этому аспекту изобретения в целом содержат корпус, имеющий внутреннее пространство, чувствительный к давлению элемент, образующий часть камеры давления, расположенной во внутреннем пространстве, и принимающий усилие элемент, функционально связанный с чувствительным к давлению элементом.

[0014] Используемый в данном документе термин «функционально связанный» охватывает как непосредственную структурную связь, так и опосредованную функциональную связь, при условии, что соединительная пара выполнена для совместной работы для выполнения общей функции во время работы. Например, штифт, структурно связанный с диском, который образует форму поршня, может считаться функционально связанным во время работы хода поршня. Пара магнитов, выполненных с возможностью синхронного перемещения без физического контакта, может также считаться функционально связанной в операции передачи усилия, которая передает усилие от одного магнита к другому.

[0015] Во время работы принимающий усилие элемент сцепляющего устройства вместе с дополняющим передающим усилие элементом образует механизм подключения движущей силы для подключения и отключения движущей силы. Передающий усилие элемент функционально связан с конструкцией приложения усилия для приема движущей силы. Когда выполняющий операцию прикладывает движущую силу к конструкции приложения усилия, движущая сила должна пройти через канал передачи усилия, образованный механизмом подключения движущей силы, проходящий от передающего усилие элемента к принимающему усилие элементу. Таким образом, механизм подключения движущей силы может регулировать передачу движущей силы посредством соединения и разъединения пары передающего/принимающего усилие элементов. Механизм подключения движущей силы в свою очередь регулируется при помощи чувствительного к давлению элемента так, что соединенные вместе чувствительный к давлению элемент и механизм подключения движущей силы совместно работают для регулирования состояния соединения и разъединения сцепляющего устройства в соответствии с внешним давлением. Корпус устройства предусматривает кожух для различных компонентов устройства.

[0016] Возможны многочисленные специфические воплощения сцепляющего устройства. В некоторых вариантах осуществления сцепляющее устройство может быть выполнено как независимый блок отдельно от иглы и шприца. В других вариантах осуществления сцепляющее устройство может быть выполнено как неотделимая конструкция узла игла-шприц. В некоторых вариантах осуществления корпус сцепляющего устройства может дополнительно содержать точки соединения для соединения с иглой и шприцем. Например, корпус может содержать первое отверстие, выполненное с возможностью соединения с иглой, и второе отверстие, выполненное с возможностью соединения со шприцем. Первое отверстие может поместить чувствительный к давлению элемент в сообщение давлением с иглой так, чтобы любое изменение во внешнем давлении немедленно передавалось к чувствительному к давлению элементу.

[0017] Чувствительный к давлению элемент может быть механической конструкцией, электронным прибором, электромеханическим прибором или их комбинацией. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления чувствительный к давлению элемент является механической конструкцией. В одном иллюстративном предпочтительном варианте осуществления чувствительный к давлению элемент является гибкой мембраной, выполненной с возможностью перехода между вогнутой и выпуклой формой. Гибкая мембрана также может образовывать стенку камеры давления. Во время работы камера находится в сообщении давлением с внешним давлением через иглу так, что, когда происходит событие перехода порога (т.е. изменение давления во внешнем давлении выше или ниже порога), мембрана изменяет форму с вогнутой на выпуклую и наоборот. Когда происходит событие перехода порога, изменение состояния в чувствительном к давлению элементе передается на механизм подключения движущей силы, чтобы вызвать изменение в состоянии соединения сцепляющего устройства так, чтобы движущая сила, прикладываемая к конструкции приложения усилия, могла быть доступной для подключения к игле и отключения от иглы.

[0018] Конструкция приложения усилия предпочтительно является внешней к сцепляющему устройству. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления конструкция приложения усилия представляет собой свободно отстоящую ручку, отдельную от иглы и шприца, более предпочтительно - крыловидную ручку.

[0019] Механизм подключения движущей силы также может быть выполнен в различных структурных конфигурациях. В некоторых вариантах осуществления пара принимающего усилие и передающего усилие элементов механизма подключения движущей силы представляет собой конструкцию пары «штифт-отверстие». В таких вариантах осуществления штифт служит в качестве принимающего усилие элемента механизма и функционально связан с чувствительным к давлению элементом. Отверстие служит в качестве передающего усилие элемента механизма и расположено на ручке приложения усилия так, что, когда внешнее давление требует «соединенного» состояния, штифт заталкивается в отверстие для соединения иглы с ручкой приложения усилия. Когда внешнее давление требует «разъединенного» состояния, штифт выходит из отверстия для отсоединения ручки от иглы.

[0020] Пара штифт-отверстие является лишь одним иллюстративным примером образования пары. Специалисты в данной области легко поймут, что другие дополняющие конструктивные пары могут быть преимущественно использованы для реализации механизма подключения движущей силы. Иллюстративные конструктивные пары могут включать, но без ограничения, крюк и защелку крюка в форме отверстия или зубчатой направляющей, пару дополняющих зубчатых направляющих и любые другие конструкции с дополняющими геометрическими формами.

[0021] В некоторых вариантах осуществления, в которых используют механические конструктивные пары для образования механизма подключения движущей силы, может возникать недостаток «застряющего штифта», когда трение между принимающим усилие элементом и передающим усилие элементом может препятствовать выходу принимающего усилие элемента из передающего усилие элемента. Например, когда принимающий усилие элемент в форме штифта соединяется с передающим усилие элементом в форме отверстия по образу перчатки на кулаке, сила трения, получающаяся в результате контакта поверхностей между поверхностью штифта и внутренней стенкой отверстия, может становиться слишком большой, чтобы штифт вышел из отверстия. Таким образом, в некоторых предпочтительных вариантах осуществления принимающий усилие элемент и дополняющий передающий усилие элемент выполнены таким образом, что трение между принимающим усилие элементом и передающим усилие элементом является недостаточным для препятствия выходу принимающего усилие элемента из передающего усилие элемента. Это может быть выполнено посредством придания геометрических форм, в которых сила трения минимизирована или исключена между принимающим усилие элементом и передающим усилие элементом. Например, когда механизм подключения движущей силы представляет собой пару штифт-отверстие, штифт может быть выполнен с возможностью вхождения в отверстие под углом таким образом, чтобы штифт не входил в отверстие полностью, а вместо этого заклинивал в отверстии под углом. Таким образом контакт между парой штифт-отверстие не создает никакого трения, препятствующего выходу штифта из отверстия.

[0022] В другом предпочтительном иллюстративном варианте осуществления передающий усилие элемент может содержать зубчатый механизм, имеющий первое зубчатое колесо и второе зубчатое колесо, связанные вместе через общий вал. В этом варианте осуществления первая шестерня может быть функционально связана с конструкцией приложения усилия, тогда как вторая шестерня может быть сопряжена с принимающим усилие элементом. В этом варианте осуществления величину силы, необходимой для соединения принимающего усилие элемента с шестернями и отсоединения его от них, можно регулировать посредством соотношения размеров зубчатых колес.

[0023] В описанных выше вариантах осуществления чувствительный к давлению элемент описан как реализованный механической конструкцией. В вариантах осуществления, где чувствительный к давлению элемент выполнен с использованием электронных, электромеханических или других комбинаций, общий принцип связи изменения внешнего давления с соответствующим состоянием соединения сцепляющего устройства посредством механизма подключения движущей силы остается тем же. Специалисты в данной области смогут продумать конкретные реализации, соблюдая этот общий принцип.

[0024] Конструктивный материал и форма различных компонентов сцепляющего устройства не являются четко ограниченными. Иллюстративный материал для создания корпуса может содержать пластмассу, металлы или любой другой подходящий материал, общеизвестный в данной области техники. Корпус может иметь правильные геометрические формы, такие как куб или цилиндр. Он также может быть выполнен с наличием неправильных форм, чтобы лучше вмещать общую форму узла игла-шприц.

[0025] Иллюстративный материал мембраны для создания чувствительного к давлению элемента может содержать силиконовый каучук, поливинилхлорид (ПВХ), термопластичный каучук (ТПК), полиэтилен (ПЭ), металлическую пленку или любой другой подходящий материал, известный в данной области техники.

[0026] Хотя вышеописанное сцепляющее устройство выполнено с возможностью автоматического подключения и отключения движущей силы без вмешательства человека, в некоторых случаях использования все еще желательно обеспечивать обратную связь для человека, выполняющего операцию, относительно состояния соединения сцепления или уровня давления, определяемого чувствительным к давлению элементом. Таким образом, в некоторых дополнительных вариантах осуществления сцепляющее устройство может дополнительно содержать визуальный указатель для указания на «соединенное» или «разъединенное» состояние или состояние давления. Иллюстративный визуальный указатель может содержать, но без ограничения, смотровое окно на корпусе устройства, чтобы пользователь видел внутреннее состояние сцепки, или электрический сигнал, регулируемый состоянием чувствительного к давлению элемента. В одном иллюстративном варианте осуществления мембранный чувствительный к давлению элемент может быть покрыт электропроводным материалом так, что мембрана эффективно функционирует в качестве электрического переключателя. В таких вариантах осуществления, когда мембрана приводится в одну конфигурацию, она может входить в контакт с током, который, в свою очередь, может быть связан с сигнальным устройством, таким как LED, для указания состояния давления. Когда давление заставляет мембрану принимать альтернативную конфигурацию, подача тока прекращается, что приводит к выключению LED, чтобы указывать на изменение состояния. Специалистам в данной области будет понятно, что эта электрическая передача сигналов подходит не только для предоставления визуального указания, но также может быть выполнена с возможностью управления соединением и разъединением механизма подключения движущей силы.

[0027] Предпочтительно сцепляющие устройства выполнены в виде независимых узлов, отдельных от иглы и шприца. Соединение сцепляющего устройства с иглой и шприцем может быть выполнено непосредственно через отверстия в корпусе устройства или опосредованно через соединительную трубку.

[0028] Соединительные трубки, подходящие для соединения сцепляющих устройств согласно настоящему изобретению с иглой и шприцем, как правило, имеют трубчатый корпус, выполненный с наличием конца для соединения со шприцем и другого конца для соединения с иглой. Между двумя концами может быть выполнена часть соединительной трубки с возможностью соединения со сцепляющим устройством согласно настоящему изобретению.

[0029] В еще других вариантах осуществления соединительная трубка может также быть выполнена с наличием рамы для приема шприца.

[0030] Необязательно сцепляющее устройство может образовывать неотделимую часть шприца. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления корпус устройства может иметь внутреннее пространство, выполненное для приема шприца с возможностью скольжения. В таких вариантах осуществления конструкция приложения усилия и корпус сцепляющего устройства образуют единый блок. Игла и шприц соединены с корпусом сцепляющего устройства посредством механизма подключения движущей силы, образованного парой дополняющих конструкций, который содержит принимающий усилие элемент сцепляющего устройства и дополняющий передающий усилие элемент, расположенный на корпусе сцепляющего устройства.

[0031] В другом аспекте настоящее изобретение дополнительно предусматривает узел шприц-игла с возможностью автоматического отключения от движущей силы при достижении полости тела пациента, у которого имеется разница давлений между внутренней и внешней частями полости. Варианты осуществления согласно этому аспекту изобретения, как правило, содержат иглу, шприц и зависящее от давления сцепляющее устройство, как описано выше.

[0032] Типы игл и шприцев конкретно не ограничены. Специалисты в данной области смогут подобрать пару игла и шприц, подходящую для конкретной цели. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления игла предпочтительно представляет собой подходящую для эпидуральной инъекции иглу, такую как игла Touchy или игла Hustead, но не ограничивается ими. Иллюстративные шприцы, которые можно использовать, включают шприц потери сопротивления (LOR) или силиконовый шприц, но не ограничиваются ими.

[0033] Во время работы желательно предотвратить обратный поток давления в направлении цилиндра шприца после того, как начальное давление установлено в камере давления сцепляющего устройства, чтобы потеря давления могла возникнуть только из-за разницы давления целевой полости. Поэтому в некоторых вариантах осуществления сцепляющие устройства могут дополнительно содержать однонаправленный клапан для предотвращения обратного потока воздуха или жидкости в конец шприца.

[0034] В еще одном аспекте настоящее изобретение также предусматривает способ образования зависящего от давления сцепляющего устройства, подходящего для автоматического подключения иглы к движущей силе и отключения иглы от движущей силы. Способы согласно этому аспекту изобретения, как правило, включают этапы формирования корпуса, имеющего внутреннее пространство, размещения элемента подключения силы и чувствительного к давлению элемента внутри корпуса так, что элемент подключения силы функционально связан с чувствительным к давлению элементом, и при этом чувствительный к давлению элемент образует часть камеры давления во внутреннем пространстве. Камера давления находится в сообщении давлением с отверстием в корпусе устройства, причем отверстие выполнено с возможностью соединения с иглой. Варианты осуществления элемента подключения силы и чувствительного к давлению элемента описаны выше.

[0035] В еще одном аспекте настоящее изобретение также предусматривает способ позиционирования иглы в полости тела пациента, определенной структурным слоем пациента. Варианты осуществления согласно этому аспекту изобретения, как правило, включают этапы предоставления узла игла-шприц, как описано выше; обеспечения расположения зависящего от давления сцепляющего устройства в соединенном состоянии; и приложения непрерывной движущей силы к конструкции приложения усилия для перемещения узла игла-шприц вперед до тех пор, пока зависящее от давления сцепляющее устройство автоматически не отключит движущую силу от иглы при достижении полости тела.

[0036] Другие аспекты и преимущества настоящего изобретения будут понятны из следующего описания и прилагаемой формулы изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

[0037] На фиг. 1 представлен иллюстративный узел игла-шприц, содержащий зависящее от давления сцепляющее устройство согласно вариантам осуществления изобретения.

[0038] На фиг. 2 представлена иллюстративная соединительная трубка согласно вариантам осуществления изобретения.

[0039] На фиг. 3 представлен другой вид в перспективе иллюстративной соединительной трубки, представленной на фиг. 2.

[0040] На фиг. 4 представлен вид в перспективе иллюстративной конструкции приложения усилия, выполненной для соединения со сцепляющим устройством, согласно вариантам осуществления настоящего изобретения.

[0041] На фиг. 5 представлен вид в разрезе иллюстративного сцепляющего устройства, демонстрирующий отношения между различными элементами устройства согласно вариантам осуществления изобретения.

[0042] На фиг. 6 представлен вид в сечении иллюстративного сцепляющего устройства согласно вариантам осуществления изобретения с принимающим усилие элементом в «соединенном» состоянии.

[0043] На фиг. 7 представлен другой вид в сечении иллюстративного сцепляющего устройства согласно вариантам осуществления изобретения с принимающим усилие элементом в «разъединенном» состоянии.

[0044] На фиг. 8 представлен вид в разрезе иллюстративного зависящего от давления сцепляющего устройства с неотделимой ручкой приложения усилия согласно вариантам осуществления изобретения.

[0045] На фиг. 9 представлен вид в разрезе иллюстративного варианта осуществления, представленного на фиг. 8.

[0046] На фиг. 10 представлен вид в сечении иллюстративного варианта осуществления, представленного на фиг. 8. (А) Механизм подключения движущей силы показан в «разъединенном» состоянии. (В) Механизм подключения движущей силы показан в «соединенном» состоянии.

[0047] На фиг. 11 представлен вид в сечении сцепляющего устройства, который демонстрирует иллюстративный вариант осуществления дополняющей конструктивной пары, образующей механизм подключения движущей силы. (А) Механизм показан в «соединенном» состоянии. (В) Механизм показан в «разъединенном» состоянии.

[0048] На фиг. 12 представлен вид в сечении сцепляющего устройства, который демонстрирует другой иллюстративный вариант осуществления дополняющей конструктивной пары, образующей механизм подключения движущей силы. (А) Механизм показан в «соединенном» состоянии. (В) Механизм показан в «разъединенном» состоянии.

[0049] На фиг. 13 представлен вид в сечении сцепляющего устройства, который демонстрирует еще один иллюстративный вариант осуществления дополняющей конструктивной пары, образующей механизм подключения движущей силы. (А) Механизм показан в «соединенном» состоянии. (В) Механизм показан в «разъединенном» состоянии.

[0050] На фиг. 14 представлен вид в разрезе иллюстративного узла игла-шприц, содержащего стопорное устройство согласно вариантам осуществления изобретения.

[0051] На фиг. 15 представлен вид в перспективе иллюстративной соединительной трубки с рамой приема шприца согласно вариантам осуществления изобретения.

[0052] На фиг. 16 представлен вид в разрезе, иллюстрирующий корпус сцепляющего устройства и конструкцию приложения усилия, представленные на фиг. 14.

[0053] На фиг. 17 представлен вид в сечении иллюстративного узла игла-шприц, содержащего зависящее от давления сцепляющее устройство согласно вариантам осуществления изобретения. (А) Механизм подключения движущей силы в данном варианте осуществления показан в «соединенном» состоянии. (В) Механизм подключения движущей силы в данном варианте осуществления показан в «разъединенном» состоянии.

[0054] На фиг. 18 представлен вид в разрезе иллюстративного зависящего от давления сцепляющего устройства с конструкцией приложения усилия, имеющей передающий усилие элемент, который зацеплен передающим усилие элементом согласно вариантам осуществления изобретения.

[0055] На фиг. 19 представлен общий процесс определения местоположения и позиционирования полости тела с использованием иллюстративного узла игла-шприц, снабженного зависящим от давления сцепляющим устройством согласно вариантам осуществления изобретения.

[0056] На фиг. 20 представлена примерная альтернативная реализация механизма подключения движущей силы для устранения недостатка «застряющего штифта», вызванного трением, согласно вариантам осуществления изобретения. (А) Демонстрирует иллюстративный вариант осуществления, который обладает недостатком «застряющего штифта». (В) Демонстрирует иллюстративный вариант осуществления, который преодолевает недостаток «застряющего штифта» посредством использования зубчатой системы. (С) Демонстрирует другой иллюстративный вариант осуществления, который преодолевает недостаток «застряющего штифта» посредством использования преимуществ геометрических форм.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

[0058] Ссылаясь вначале на фиг. 1, показан иллюстративный вариант осуществления зависящего от давления сцепляющего устройства 2, соединяющего иглу 10 со шприцем 12 посредством соединительной трубки 20. Сцепляющее устройство 2 имеет корпус с внутренним пространством 22 и расположенный в нем чувствительный к давлению элемент. Чувствительный к давлению элемент (не показан) функционально связан с принимающим усилие элементом 26 для соединения и отсоединения передающего усилие элемента, который передает движущую силу от конструкции приложения усилия в форме крыловидной ручки 24. Совместно игла 10, крыловидная ручка 24, сцепляющее устройство 2, соединительная трубка 20 и шприц 12 образуют иллюстративный узел 1 игла-шприц, выполненный с возможностью автоматического отключения движущей силы в зависимости от внешнего давления, воздействующего на иглу.

[0059] Во время работы пользователь нажимает на ручку 24, чтобы приложить движущую силу для перемещения иглы вперед. Вначале давление во внутреннем пространстве 22 сцепляющего устройства 2 является достаточным для приведения принимающего усилие элемента 26 в сцепление с передающим усилие элементом так, что прилагаемое к крыловидной ручке 24 усилие передается на иглу 10 и перемещает иглу вперед вместе с крыловидной ручкой. Когда игла 10 достигает полости назначения, давление в игле изменится из-за разницы давления внутри полости, что, в свою очередь, изменит давление в камере 22 давления сцепляющего устройства. Камера 22 давления сообщается давлением с иглой 10. Если в полости назначения давление ниже, чем давление в игле, это приведет к падению давления в камере 22 давления. С другой стороны, если в полости назначения давление выше, чем давление в игле, то в камере 22 давления произойдет скачок давления. Это сопутствующее изменение давления в свою очередь приведет чувствительный к давлению элемент 220 к изменению состояния, приводя к отсоединению принимающего усилие элемента 26 от передающего усилие элемента, отключая таким образом движущую силу. В этот момент движущая сила, прикладываемая к крыловидной ручке, больше не будет передаваться к игле, достигая таким образом желаемого результата позиционирования иглы в целевом местоположении.

[0060] На фиг. 2 представлен вид в перспективе иллюстративной соединительной трубки 20 для соединения иглы со сцепляющим устройством и шприцем. В данном иллюстративном варианте осуществления соединительная трубка имеет первое отверстие 201 для соединения с иглой, второе отверстие 202 для соединения со сцепляющим устройством и третье отверстие 203 для соединения со шприцем. В этом иллюстративном варианте осуществления соединительная трубка выполнена так, чтобы иметь перевернутую Т-образную форму, где горизонтальная часть перевернутой «Т» приводит иглу и шприц в сообщение по текучей среде, и вертикальная часть 20а «Т» приводит сцепляющее устройство в сообщение давлением с иглой и шприцем. Горизонтальная часть «Т» может также содержать углубление 204, которое служит в качестве передающего усилие элемента для сопряжения и соединения с принимающим усилие элементом 26 сцепляющего устройства. На фиг. 3 представлен другой вид в перспективе иллюстративной соединительной трубки 20.

[0061] Специалисты в данной области легко поймут, что размер и форма отверстий 201 и 203 должны быть выполнены в зависимости от размера и формы присоединяемых иглы и шприца. Кроме того, также будет понятно, что соединительная трубка не ограничена соединением только игл и шприцев. Ее также можно использовать для присоединения, например, инфузионной сумки и инфузионной трубки. В таких случаях использования сцепляющее устройство может быть использовано в сочетании с соединительной трубкой для указания изменения в давлении. Она также может быть соединена с контроллером, который регулирует поток инфузионной жидкости.

[0062] На фиг. 4 представлен вид в перспективе крыловидной ручки 24 вместе с иллюстративной соединительной трубкой 20 согласно фиг. 1. Крыловидная ручка 24 содержит крыло 240 для приложения усилия и стопорную панель 242, соединенную с ним. Стопорная панель дополнительно содержит фиксирующее отверстие 244, функционирующее как передающий усилие элемент для взаимодействия с принимающим усилие элементом 26 сцепляющего устройства. В данном конкретном варианте осуществления принимающий усилие элемент представляет собой стопорный штифт, который выступает через фиксирующее отверстие 242 в углубление 204 на соединительной трубке. Когда принимающий усилие элемент 26 (стопорный штифт) находится в этом положении, крыловидная ручка 24 фиксируется на всем узле игла-шприц так, что движущая сила, прилагаемая к крыловидной ручке, передается на иглу и перемещает иглу совместно с крыловидной ручкой.

[0063] На фиг. 5 представлен тот же вид в перспективе согласно фиг. 4 с добавлением прозрачного вида иллюстративного позиционирующего устройства. Как показано на фиг. 5, внутреннее пространство корпуса содержит камеру 22 давления, которая соединена с отверстием 202 соединительной трубки 20 посредством патрубка 221 так, что камера 22 давления находится в сообщении давлением с иглой. В этой конфигурации любое изменение давления в игле будет незамедлительно передаваться в камеру 22 давления сцепляющего устройства.

[0064] На фиг. 6 представлен вид в сечении иллюстративного сцепляющего устройства 2, находящегося в конфигурации, представленной на фиг. 5. В этом примерном варианте осуществления гибкая пленка действует в качестве чувствительного к давлению элемента 220. Соединенный с пленкой 220 стопорный штифт 26 действует в качестве принимающего усилие элемента. Когда давление в патрубке 221 выше давления в камере 22 давления, чувствительный к давлению элемент 220 принимает вогнутую форму относительно нижней части сцепляющего устройства. В этом положении стопорный штифт 26 выталкивается наружу для формирования выступа на нижней части сцепляющего устройства.

[0065] В противоположность этому, как показано на фиг. 7, когда давление в патрубке 221 ниже давления в камере давления, чувствительный к давлению элемент 220 принимает выпуклую форму относительно нижней части сцепляющего устройства. Принимающий усилие элемент 26, находясь в функциональной связи с чувствительным к давлению элементом 220, отводится вверх и поступает внутрь сцепляющего устройства 2.

[0066] На фиг. 8 представлен вид в перспективе иллюстративного альтернативного варианта осуществления узла шприц-игла согласно настоящему изобретению. В этом иллюстративном варианте осуществления сцепляющее устройство имеет трубчатую оболочку 80, которая охватывает соединительную трубку 20 и зубчатую направляющую 246 (показанную на фиг. 9). Соединительная трубка 20 имеет первое отверстие 201, выполненное для соединения с иглой, и второе отверстие 203, выполненное для приема поршня 121. В этом иллюстративном варианте осуществления принимающий поршень конец выполнен с достаточно большим размером для функционирования в качестве шприца. Таким образом, соединительная трубка 20 выполнена с наличием соединительной части и части 206 шприца, ведущей ко второму отверстию 203. Для облегчения описания соединительная трубка 20 вместе со своей частью 206 шприца и поршнем 121 может упоминаться в данном документе как узел шприц-соединительная трубка.

[0067] Узел шприц-соединительная трубка выполнен с возможностью перемещения внутри оболочки 80 во время работы. На поверхности части 206 шприца предусмотрены колесо 207 и зубчатое колесо 208 для облегчения движения узла шприц-соединительная трубка во внутреннем пространстве сцепляющего устройства. Оболочка 80 может дополнительно содержать ручку 24 приложения усилия для облегчения работы с узлом.

[0068] Иллюстративный вариант осуществления, представленный на фиг. 8, дополнительно проиллюстрирован в разрезе на фиг. 9. Как показано на фигуре, внутренняя стенка позиционирующего устройства 2 имеет зубчатую направляющую 246 для зацепления зубчатого колеса 208. Принимающий усилие элемент 26 функционально связан с чувствительным к давлению элементом 220 и поддерживается поворотной балкой 209.

[0069] Во время работы соединительная трубка 20 соединена с иглой и передает давление в игле на чувствительный элемент 220, расположенный на отверстии 202 (фиг. 20-А). Чувствительный к давлению элемент 220 в этом иллюстративном варианте осуществления представляет собой подвижный штифт, а принимающий усилие элемент 26 представляет собой стержень с крюком, поворачиваемый на поворотной балке 209. Стержень с крюком имеет первый конец 261 в форме молота, функционально связанный с чувствительным элементом 220, и второй конец 262 в форме крюка. Когда давление в игле выше порогового значения, чувствительный к давлению элемент 26 (подвижный штифт) выталкивается вверх на первом конце 261 элемента сопряжения усилия. Это действие приводит к повороту крюка в направлении поверхности части 206 шприца, и, тем самым, к отсоединению от зубчатой направляющей 246, чтобы дать возможность узлу шприц-соединительная трубка двигаться вперед.

[0070] Ссылаясь на фиг. 10-В, когда давление, передаваемое на чувствительный к давлению элемент, падает ниже порогового значения, чувствительный к давлению элемент 220 будет отступать в соединительную трубку, вынуждая первый конец 261 стержня с крюком также падать к соединительной трубке. Это действие приводит к повороту конца 262 с крюком в направлении зубчатой направляющей и, тем самым, к зацеплению зубчатой направляющей для фиксации узла шприц-игла на месте.

[0071] Как показано выше, чувствительный к давлению элемент, принимающий усилие элемент и передающий усилие элемент совместно формируют механизм подключения движущей силы, который работает для подключения движущей силы к игле и отключения движущей силы от иглы в зависимости от внешнего давления, воздействующего на иглу. Специалисты в данной области легко поймут, что возможны многочисленные альтернативные реализации механизма подключения движущей силы. На фиг. 11-А и фиг. 11-В представлен иллюстративный альтернативный вариант осуществления, содержащий стопорный штифт 26, функционально связанный с чувствительным к давлению элементом 220. В этом варианте осуществления стопорный штифт 26 действует как принимающий усилие элемент, который соединяется и разъединяется с передающим усилие элементом, который, в свою очередь, подключает узел шприц-игла к движущей силе и отключает его от нее. Во время работы этого варианта осуществления, когда давление в соединительной трубке 20 высокое, чувствительный к давлению элемент принимает выпуклую конфигурацию (конфигурацию высокого давления), которая толкает стопорный штифт 26 вверх для соединения с зубчатой направляющей (фиг. 11-А). Когда давление в соединительной трубке 20 низкое, чувствительный к давлению элемент принимает выпрямленную конфигурацию (конфигурацию низкого давления), что, в свою очередь, приводит к отсоединению стопорного штифта от зубчатой направляющей, отключая таким образом узел игла-шприц от движущей силы (фиг. 11-В).

[0072] На фиг. 12-А и фиг. 12-В представлен другой альтернативный вариант осуществления, который использует зубчатый блок в качестве принимающего усилие элемента 26, функционально связанного с чувствительным к давлению элементом 220. Зубчатый блок в этом иллюстративном варианте осуществления имеет зубчатую часть, дополняющую направляющую 246. Во время работы этого варианта осуществления, когда давление в соединительной трубке 20 высокое, чувствительный к давлению элемент 220 принимает выпуклую конфигурацию, чтобы толкать зубчатый блок 26 вверх для соединения с зубчатой направляющей 246 (фиг. 12-А). Когда давление низкое, чувствительный к давлению элемент 220 принимает выровненную конфигурацию, чтобы оттягивать зубчатый блок 26 от зубчатой направляющей 246, тем самым отсоединяя узел шприц-игла от движущей силы.

[0073] На фиг. 13-А и фиг. 13-В представлен еще один альтернативный вариант осуществления. В этом иллюстративном варианте осуществления принимающий усилие элемент 26 имеет перевернутое U-образное поперечное сечение. Это может быть полый цилиндр или просто два вертикальных стержня, соединенных горизонтальным стержнем. Соответствующим образом может быть использована любая геометрическая форма, имеющая перевернутое U-образное поперечное сечение. Во время работы этого варианта осуществления высокое давление в соединительной трубке 20 приводит к тому, что чувствительный к давлению элемент 220 принимает выпуклую конфигурацию, достаточную для поднятия перевернутого U-образного принимающего усилие элемента 26, чтобы отсоединить передающий усилие элемент от зубчатой направляющей 246 (фиг. 13-А). Когда давление низкое, чувствительный к давлению элемент 220 принимает выровненную конфигурацию, которая, в свою очередь, опускает перевернутый U-образный принимающий усилие элемент 26, чтобы соединяться с зубчатой направляющей 246. Это действие приводит к подключению движущей силы, которая перемещает узел шприц-игла.

[0074] Специалистам в данной области будет понятно, что в отличие от ранее описанных вариантов осуществления этот вариант осуществления подключает движущую силу, когда давление в игле/соединительной трубке низкое, и отключает движущую силу, когда давление в игле/соединительной трубке поднимается выше порогового уровня. Таким образом, этот иллюстративный вариант осуществления демонстрирует, как можно адаптировать сцепляющее устройство для работы с вариантами использования, включающими как положительные, так и отрицательные разности давления.

[0075] На фиг. 14 представлен вид в разрезе другого иллюстративного варианта осуществления сцепляющего устройства. В этом иллюстративном варианте осуществления корпус сцепляющего устройства 2 имеет внутреннее пространство 22, выполненное с возможностью размещения узла 12 шприц-соединительная трубка, установленного на скользящей раме 210. Сцепляющее устройство 2 дополнительно содержит крыловидные ручки 24 приложения усилия для приложения движущей силы к узлу шприц-соединительная трубка. Пазовые направляющие 300 скольжения встроены в корпус сцепляющего устройства 2 для облегчения скользящего движения узла шприц-соединительная трубка во внутреннем пространстве 22. В этом иллюстративном варианте осуществления скользящая ручка выполнена как независимо подвижная рама с пазовым основанием 246 для соединения с узлом шприц-соединительная трубка.

[0076] На фиг. 15 представлен вид в перспективе соединительной трубки 20 вместе с установочной рамой 210 шприца. Соединительная трубка 20 имеет первое отверстие 201 для соединения с иглой, второе отверстие 202 для передачи давления в соединительной трубке на чувствительный к давлению элемент 202 и третье отверстие 203 для соединения со шприцем. На установочной раме 210 шприца предусмотрены скользящие пластины 207 для соединения с пазовыми направляющими 300 скольжения во внутреннем пространстве 22 сцепляющего устройства 2.

[0077] На фиг. 16 представлен вид в разрезе позиционирующего устройства 2 с крыловидной подвижной ручкой 24, установленной в пазовых направляющих 300 скольжения. После установки подвижная ручка 24 может свободно перемещаться в осевом направлении вдоль пазовых направляющих посредством нажатия на крылья 240 ручки. Чувствительный к давлению элемент 220 с принимающим усилие элементом, функционально связанный с ним, расположен непосредственно под пазовым основанием 246 подвижной ручки 24. Во время работы этого варианта осуществления давление в соединительной трубке 20 передается на чувствительный к давлению элемент 220 через отверстие 202. Высокое давление в соединительной трубке 20 приводит к тому, что чувствительный к давлению элемент 220 принимает выпуклую конфигурацию (т.е. конфигурацию высокого давления), которая толкает принимающий усилие элемент 26 (т.е. стопорный штифт) в паз в пазовом основании 246 подвижной ручки 24 (фиг. 17-А). В этой конфигурации подвижная ручка 24 и узел шприц-соединительная трубка зафиксированы вместе так, что узел шприц-соединительная трубка может скользить вдоль осевого направления, параллельного пазовым направляющим 300 скольжения, посредством нажима на крылья 240 подвижной ручки 24. Когда давление в соединительной трубке падает ниже порогового уровня, чувствительный к давлению элемент 220 принимает выровненную конфигурацию (т.е. конфигурацию низкого давления), которая отводит принимающий усилие элемент 26 (т.е. стопорный штифт) от пазового основания 246. Эта конфигурация отсоединяет подвижную ручку 24 от узла шприц-соединительная трубка, так что любая движущая сила, прикладываемая к подвижной ручке, не будет передаваться на узел шприц-соединительная трубка (фиг. 17-В).

[0078] На фиг. 18 представлен иллюстративный предпочтительный вариант осуществления для сцепляющего устройства, который требует только минимальной модификации для обычных эпидуральных игл. В этом варианте осуществления сцепляющее устройство полностью заключено в оболочку 80. Оболочка 80 имеет первое отверстие 201 для соединения с иглой, второе отверстие 202 для соединения со шприцем и камеру давления, которая соединят первое отверстие 201 и второе отверстие 202. Камера давления находится в сообщении давлением с чувствительным к давлению элементом 220, который может быть гибкой пленкой. Чувствительный к давлению элемент 220 функционально связан с принимающим усилие элементом 26. В предпочтительном варианте осуществления принимающий усилие элемент представляет собой перевернутый поршень 26а с направленным вверх штоком. В некоторых вариантах осуществления оболочка 80 имеет сквозное отверстие, из которого шток поршня 26а может выступать для соединения со стопорной панелью 242 крыловидной ручки 24 через фиксирующее отверстие 244. В других вариантах осуществления оболочка 80 может иметь паз для стопорной панели 242. В этих вариантах осуществления штоку поршня 26а необязательно выступать через оболочку 80.

[0079] Для обеспечения того, что шток поршня изначально находится в «разъединенном» состоянии, может быть установлена пружина 26b над штоком поршня 26а. Пружина 26b может быть выбрана для установки порогового давления, при котором чувствительный к давлению элемент 220 имеет возможность перейти из конфигурации низкого давления в конфигурацию высокого давления и наоборот.

[0080] На фиг. 19 представлен иллюстративный поэтапный способ позиционирования иглы в эпидуральном пространстве при помощи узла игла-шприц, содержащего сцепляющее устройство, как описано выше. Как представлено на фиг. 19-А, иглу, соединенную со сцепляющим устройством 2, оснащенным крыловидной ручкой 24, сначала вставляют в связку пациента. На этом этапе камера давления еще не находится под давлением, поэтому шток поршня 26а находится в «разъединенном» положении. Затем шприц соединяют со сцепляющим устройством на отверстии 202. Когда поршень толкают вперед в шприц, в камере давления начинает создаваться давление, чтобы толкать шток поршня 26а в «соединенное» положение. Когда шток поршня 26а находится в «соединенном» положении, любая прилагаемая к крыловидной ручке 24 движущаяся сила будет передаваться на иглу, так что игла может продвигаться в связку посредством нажатия на крыловидную ручку 24, как показано на фиг. 19-В.

[0081] Затем, когда игла достигает эпидурального пространства, отрицательное давление в эпидуральном пространстве вызывает сброс давления в камере давления. Это изменение в давлении незамедлительно передается на чувствительный к давлению элемент 220, который заставляет шток поршня 26а вернуться в «разъединенное» положение (фиг. 19-С). Когда шток поршня 26а возвращается в «разъединенное» положение, крыловидная ручка 24 и узел игла-шприц больше не соединены вместе. В этот момент любое прилагаемое к крыловидной ручке усилие только переместит ручку вперед, что приведет к отсоединению ручки 24 от позиционирующего устройства 2 (фиг. 19-D). Игла надежно закреплена на месте за счет трения, достигая желаемого результата автоматического позиционирования иглы в эпидуральном пространстве и фиксирования ее на месте.

[0082] В вышеприведенных иллюстративных вариантах осуществления один потенциальный недостаток, который может возникнуть, состоит в том, что шток поршня 26а не может быть легко отсоединен из-за силы трения между штоком поршня 26а и стопорной панелью 242, как показано на фиг. 20-А. В данном документе это называется недостатком «застряющего штифта».

[0083] Одним возможным способом устранить недостаток «застряющего штифта» является использование материала с низким коэффициентом трения. Другим возможным способом устранить недостаток «застряющего штифта» является использование более сильной пружины. Однако сильная пружина может создать другую проблему, состоящую в том, что давление в игле может быть недостаточно большим для преодоления силы пружины, что является необходимым условием для поднятия штока поршня 242 для соединения с крыловидной панелью 24.

[0084] На каждой из фиг. 20-В и 20-С представлен альтернативный вариант осуществления, который может устранить недостаток «застряющего штифта». На фиг. 20-В показан иллюстративный вариант осуществления, который использует зубчатую систему для преодоления недостатка «застряющего штифта». В этом иллюстративном варианте осуществления большая шестерня для соединения с ручкой и малая шестерня для соединения со штифтом связаны друг с другом через общий вал. Путем выбора соответствующих передаточных отношений трение между штифтом и шестерней может быть учтено так, чтобы сила трения не создавала ситуацию застряющего штифта.

[0085] На фиг. 20-С представлен иллюстративный вариант осуществления, который устраняет недостаток «застряющего штифта» путем позиционирования перевернутого поршня под углом. Во время работы, когда пользователь толкает узел вперед, поршень продвигается вверх по направлению к камере при помощи дополняющего гнезда. В это же время давление в камере толкает поршень вниз по направлению к дополняющему гнезду. Когда давление в камере высокое, поршень остается соединенным с дополняющим гнездом, чтобы удерживать узел в «соединенном» состоянии. Когда давление в камере снижается, поршень перемещается вверх для отсоединения от дополняющего гнезда, помещая таким образом узел в «разъединенное» состояние. Путем выбора соответствующего угла можно учесть трение между поршнем и дополняющим гнездом, чтобы избежать ситуации «застряющего штифта».

[0086] Все признаки каждого из аспектов настоящего изобретения применимы ко всем другим аспектам с соответствующими изменениями. Вариации, модификации и другие реализации того, что описано в данном документе, будут понятны специалистам обыкновенной квалификации в данной области техники без отступления от сущности и объема изобретения. Соответственно, изобретение необходимо определять не предшествующими иллюстративными вариантами осуществления, а сущностью и объемом следующей формулы изобретения.

1. Зависимое от давления сцепляющее устройство для автоматического подключения движущей силы к игле и отключения движущей силы от иглы в зависимости от внешнего давления, воздействующего на иглу, содержащее: корпус, имеющий внутреннее пространство; чувствительный к давлению элемент, образующий часть камеры давления, расположенный во внутреннем пространстве для определения внешнего давления, при этом указанный чувствительный к давлению элемент выполнен с возможностью перехода между первой конфигурацией, соответствующей первому состоянию давления, и второй конфигурацией, соответствующей второму состоянию давления; и принимающий усилие элемент, функционально связанный с чувствительным к давлению элементом, при этом указанный принимающий усилие элемент выполнен с наличием дополняющей структуры для передающего усилие элемента, который функционально связан с конструкцией приложения усилия для приложения движущей силы пользователем, при этом во время работы игла соединена с конструкцией приложения усилия посредством чувствительного к давлению сцепляющего устройства и чувствительный к давлению элемент находится в сообщении давлением с внешним давлением так, что, когда внешнее давление переходит пороговый уровень, чувствительный к давлению элемент переключается из одной конфигурации в другую, что, в свою очередь, приводит к соединению принимающего усилие элемента с передающим усилие элементом или разъединению с ним, в результате чего прилагаемая к конструкции приложения усилия движущаяся сила подключается к игле или отключается от нее.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что чувствительный к давлению элемент содержит мембрану, выполненную с возможностью принимать вогнутую или выпуклую форму в соответствии с внешним давлением.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что указанный принимающий усилие элемент содержит штифт и указанный передающий усилие элемент содержит отверстие, имеющее дополняющую относительно штифта форму, так что принимающий усилие элемент и передающий усилие элемент образуют структурную пару штифт-отверстие.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что указанный принимающий усилие элемент дополнительно содержит пружину.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что указанная конструкция приложения усилия представляет собой ручку.

6. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что указанная конструкция приложения усилия образована частью корпуса.

7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что указанный принимающий усилие элемент содержит перевернутый поршень.

8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что указанная конструкция приложения усилия представляет собой свободно отстоящую крыловидную ручку, отдельную от корпуса устройства.