Устройство для разламывания по меньшей мере одного запорного элемента, расположенного внутри гибкой трубки - RU2601096C2

Чертежи

Описание

Изобретение относится к устройству для разламывания запорного элемента, расположенного внутри гибкой трубки, а также к аппарату, снабженному таким устройством, и к способу разламывания запорного элемента с помощью подобного устройства.

Заявляемое изобретение может найти применение, главным образом, в таких областях, как переливание крови и перфузия, при разламывании запорных элементов, расположенных внутри гибкой трубки системы контейнеров. Упомянутые запорные элементы обычно представляют собой открыватели контура.

Открыватели контура представляют собой устройства клапанного типа, расположенные внутри гибкой трубки и предотвращающие течение текучей среды до тех пор, пока открыватель контура не будет разломлен вручную в тот момент, когда необходимо обеспечить поступление препарата крови или иного раствора в упомянутую трубку. Один из таких открывателей контура описан в документе WO 93/17734.

В некоторых центрах переливания крови ежедневно принимают до 8000 доноров. Разламывание упомянутых открывателей контура при необходимости сбора крови и разделения ее компонентов представляет собой монотонную тяжелую процедуру, сопряженную для медперсонала с расстройствами опорно-двигательного аппарата. Наиболее частые из наблюдаемых патологий - тендинит, запястный синдром и тендовагинит.

В документе WO-2004/058046 предложено автоматизировать процесс разламывания открывателей контура с помощью специального выдвижного крюка, встроенного в аппарат для обработки крови. Разламывание открывателя контура осуществляют посредством линейного или вращательного движения, сгибающего открыватель контура только с одной стороны. Однако такая манипуляция не гарантирует полного разламывания всего открывателя контура целиком.

В документе WO-2010/065396 раскрыто переносное устройство для открытия разламываемых открывателей контура, снабженное двумя крюками, подвижными в противоположных направлениях относительно друг друга с обеспечением при этом возвратно-поступательного движения с целью разламывания открывателя контура. Такое устройство имеет недостаток в том, что при разламывании контейнер приводится в движение. В случае, когда в контейнере находятся разные компоненты крови, разделяемые посредством центрифугирования, разламывание посредством такого устройства может привести к нежелательному повторному перемешиванию компонентов крови.

Задача изобретения заключается в устранении различных упомянутых выше недостатков путем разработки устройства, которое является простым в изготовлении и эксплуатации. С его помощью можно также уменьшить трудозатраты, обеспечить эффективное и воспроизводимое разламывание любых открывателей контура, а также снизить количество операций с центрифугируемыми контейнерами во избежание ущерба для процесса разделения. Наконец, благодаря встраиванию этого устройства в аппарат для обработки биологической жидкости удается свести к минимуму риски ошибок, обусловленных манипуляциями с системами контейнеров.

Для выполнения упомянутой задачи в соответствии с первым аспектом изобретения предложено устройство для разламывания, по меньшей мере, одного запорного элемента, расположенного внутри гибкой трубки, причем упомянутый запорный элемент имеет первую часть и вторую часть, разделенные хрупкой зоной, причем упомянутая хрупкая зона может быть разломлена для обеспечения возможности течения текучей среды внутри упомянутой гибкой трубки, при этом упомянутое устройство содержит узел для удержания упомянутой гибкой трубки, который имеет неподвижный элемент, снабженный первым гнездом для удержания первого участка упомянутой гибкой трубки, и подвижный элемент, снабженный вторым гнездом для удержания второго участка упомянутой гибкой трубки, причем упомянутые два гнезда выровнены вдоль центральной линии, определяющей нейтральное положение подвижного элемента. В соответствии с изобретением, упомянутое устройство снабжено органом для приведения в движение подвижного элемента в обе стороны от его нейтрального положения так, чтобы разломить хрупкую зону запорного элемента, когда гибкая трубка установлена в удерживающий узел.

В соответствии со вторым аспектом изобретения, изобретение относится к способу разламывания запорного элемента с помощью устройства, выполненного согласно первому аспекту, содержащему следующие этапы:

- установка гибкой трубки, содержащей запорный элемент, в удерживающий узел упомянутого устройства так, что хрупкая зона расположена между неподвижным элементом и подвижным элементом,

- включение органа для приведения в движение подвижного элемента в обе стороны от его нейтрального положения так, чтобы разломить хрупкую зону запорного элемента.

На фиг.1 схематично изображена система контейнеров, используемая для сбора и разделения компонентов крови.

На фиг.2А схематично изображен запорный элемент, расположенный в гибкой трубке, в состоянии до разламывания.

На фиг.2В и 2С схематично изображен процесс разламывания запорного элемента с фиг.2А путем его сгибания в одну и в другую сторону.

На фиг.3А схематично изображены подвижный и неподвижный элементы удерживающего узла предлагаемого устройства в соответствии с первым вариантом осуществления.

На фиг.3B-3D схематично изображены этапы разламывания запорного элемента, расположенного в гибкой трубке и установленного в удерживающий узел с фиг.3А, посредством линейного перемещения подвижного элемента.

На фиг.4А схематично изображены подвижный и неподвижный элементы удерживающего узла предлагаемого устройства в соответствии с другим вариантом осуществления.

На фиг.4B-4D схематично изображены этапы разламывания запорного элемента, расположенного в гибкой трубке и установленного в удерживающий узел с фиг.4А, посредством вращения подвижного элемента.

На фиг.5 схематично изображен другой вариант осуществления предлагаемого удерживающего узла, в соответствии с которым неподвижный элемент содержит зажим.

Фиг.6 представляет собой местный вид в изометрии на устройство в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения, причем на устройство установлен контейнер.

На фиг.7 в увеличенном виде показана часть устройства и контейнер с фиг.6.

На фиг.8 в увеличенном виде показан приводной орган и зубчатая передача устройства с фиг.6.

Фиг.9 представляет собой местный вид и вид спереди на устройство в соответствии с другим вариантом осуществления, предназначенное для одновременного разламывания двух запорных элементов, причем на устройство установлен контейнер.

Фиг.10 представляет собой местный вид и вид сзади на приводной орган и зубчатую передачу устройства с фиг.9.

На фиг.1 представлена система контейнеров 1, используемая для сбора крови и разделения ее компонентов при переливании крови. Эта система содержит, как во всех традиционных аппаратах, контейнер 2 для сбора крови, соединенный с иглой 3 для отбора пробы через посредство первой гибкой трубки 4. На этой первой трубке закреплен защитный колпачок 5, которым иглу закрывают по окончании процедуры забора крови.

С помощью второй гибкой трубки 9 к первой гибкой трубке 4 присоединен специальный пробозаборный узел 6, содержащий контейнер 7 для проб и устройство 8 для перекачки в вакуумную трубку (не показана). Первая и вторая гибкие трубки соединены друг с другом с помощью Y-образного соединителя 10. Упомянутый пробозаборный узел 6 используется для отбора пробы забранной крови с целью проведения анализов.

Кроме того, контейнер 2 для сбора соединен посредством третьей гибкой трубки с основным контейнером 11. Как видно на фиг.1, на упомянутой третьей гибкой трубке установлен фильтр 12 для удаления лейкоцитов из цельной крови. Упомянутый основной контейнер 11 служит для сбора крови, прошедшей через фильтр. Основной контейнер сообщается с возможностью переноса текучей среды со вспомогательными контейнерами 13, 14, предназначенными для сбора плазмы и эритроцитарной массы, получаемых после центрифугирования основного контейнера 11 с отфильтрованной цельной кровью.

В контейнере 2 для сбора находится антикоагулянт типа цитрата декстрозы (ACD) или раствора цитрат-фосфат-декстрозы (CPD). Во избежание попадания антикоагулянта в пробозаборный узел и последующего искажения результатов анализов в зоне расположения Y-образного соединителя 10 расположен первый запорный элемент 15. Кроме того, один из выходных патрубков 16 сборного контейнера снабжен вторым запорным элементом 17 для предотвращения движения антикоагулянта в остальную часть системы контейнеров 1, в частности, в процессе изготовления таких систем, на этапе стерилизации.

Как показано на фиг.1, предусмотрен также третий запорный элемент 18, расположенный в зоне патрубка 19 основного контейнера 11 и служащий для предотвращения перенесения неотделенной крови во вспомогательные контейнеры 13, 14 в процессе центрифугирования упомянутого основного контейнера.

Существует несколько типов запорных элементов. Обычно, как показано на фиг.2А-2С, запорный элемент 20 размещен внутри гибкой трубки 21. Упомянутый запорный элемент имеет первую часть 22, которую называют основанием, и вторую часть 23, называемую пером. Упомянутые две части 22, 23 разделены между собой хрупкой зоной 24, которая может быть разломлена при необходимости обеспечить возможность течения текучей среды внутри гибкой трубки 21.

Если точнее, то первая часть 22 запорного элемента 20 образована полым цилиндром, наружный диаметр которого по существу соответствует внутреннему диаметру гибкой трубки 21, в которую вставлен упомянутый запорный элемент. Таким образом, наружный диаметр упомянутой первой части 22 по существу равен или слегка превышает внутренний диаметр гибкой трубки 21, благодаря чему предотвращается прохождение текучей среды по бокам основания 22 запорного элемента.

Вторая часть 23 запорного элемента 20 образована сплошным цилиндром или конусом. Текучая среда может протекать внутри гибкой трубки 21 вокруг упомянутой второй части 23. Как видно на фиг.2А-2С, вторая часть имеет крылышки 25, которые облегчают прохождение текучей среды вокруг пера 23 после разламывания хрупкой зоны 24.

Для обеспечения возможности течения текучей среды пользователь воздействует снаружи на гибкую трубку 21 таким образом, чтобы согнуть вторую часть 23 запорного элемента 20, обеспечивая тем самым разламывание хрупкой зоны 24 и разделение двух частей 22, 23 запорного элемента (как показано на фиг.2В и 2С). После такого разделения текучая среда может протекать внутри первой части 22 запорного элемента.

В соответствии с первым аспектом, изобретение относится к устройству для разламывания, по меньшей мере, одного запорного элемента, расположенного внутри гибкой трубки.

Как уже сказано выше, запорный элемент имеет первую и вторую части, которые разделены между собой хрупкой зоной, которая может быть разломлена при необходимости обеспечить возможность течения текучей среды внутри упомянутой гибкой трубки.

Как показано на фиг.3A-3D и 4A-4D, заявляемое устройство снабжено узлом 26 для удержания гибкой трубки 21, в которой размещен запорный элемент 20. Этот узел 26 содержит неподвижный элемент 27, снабженный первым гнездом 28, в которое входит первый участок гибкой трубки, и подвижный элемент 29, снабженный вторым гнездом 30, в которое входит второй участок упомянутой гибкой трубки. Эти два гнезда 28, 30 изначально выровнены вдоль центральной линии 31. В таком исходном состоянии подвижный элемент 29 пребывает в так называемом «нейтральном» положении, в котором гибкая трубка 21 может быть помещена в удерживающий узел 26.

Упомянутые два элемента, неподвижный 27 и подвижный 29, располагаются один над другим. Гнезда 28, 30 расположены первоначально таким образом, что обеспечивается удержание запорного элемента 20 в трубке 21 в неразломленном состоянии.

В соответствии с одним из вариантов осуществления, по меньшей мере, одно из гнезд 28 выполнено в U-образной канавке, как показано на фиг.6 и 7 применительно к гнезду 28 неподвижного элемента 27.

Для надежного удержания неподвижного элемента 27 во время перемещения подвижного элемента 29 в обе стороны от центральной линии 31 длину гнезда 28 упомянутого неподвижного элемента выбирают по существу равной длине упомянутого элемента.

Гнездо 30, выполненное в подвижном элементе 29, образовано двумя параллельными стержнями 46, 47, расстояние между которыми по существу равно наружному диаметру гибкой трубки 21.

Для обеспечения возможности перемещения подвижного элемента 29 относительно неподвижного элемента 27 в удерживающем узле выполнена выемка 48, соответствующая форме движения подвижного элемента. Как показано на фиг.6 и 7, движение подвижного элемента является вращательным движением, причем выемка имеет форму дуги окружности.

Контейнеры для переливания, как правило, снабжены болтами с проушинами для подвешивания. На удерживающем узле 26 могут быть предусмотрены стержни 32 для удержания упомянутых болтов с проушинами. Такие стержни расположены на удерживающем узле таким образом, чтобы запорный(ие) элемент(ы) 20 вошел (вошли) непосредственно в предназначенные для этого гнезда 28, 30. Благодаря такой конфигурации облегчается процесс установки запорных элементов в устройство.

В соответствии с другим вариантом осуществления, по меньшей мере, одно из гнезд 28 снабжено зажимом, обеспечивающим сжатие одного из участков гибкой трубки 21.

Под термином «неподвижный элемент» здесь понимается элемент, который не двигается при разламывании хрупкой зоны запорного элемента. До или после выполнения этапов разламывания упомянутый элемент может быть подвижным.

Под термином «подвижный элемент» здесь понимается элемент, который перемещается при разламывании хрупкой зоны запорного элемента. Во время перемещения подвижного элемента с целью совершить разламывание запорного элемента неподвижный элемент остается недвижим.

Например, как показано на фиг.5, неподвижный элемент 27 имеет зажим 33, образованный двумя стержнями 34, 35. Причем один стержень 34 является неподвижным, а другой стержень 35 выполнен с возможностью линейного перемещения для регулирования интервала между двумя стержнями 34, 35 в соответствии с диаметром гибкой трубки 21.

Гнезда 28, 30 неподвижного элемента 27 и подвижного элемента 29 выровнены вдоль центральной линии 31. Упомянутая линия по существу совпадает с осью гибкой трубки 21, когда она расположена в упомянутых гнездах 28, 30. В таком исходном положении с двумя выровненными гнездами подвижный элемент находится в так называемом «нейтральном» положении. Когда подвижный элемент 29 находится в упомянутом исходном положении, запорный элемент 20 находится в неразломленном состоянии, показанном на фиг.3В и 4В.

Предлагаемое устройство снабжено органом 36 для приведения в движение элемента 29 в обе стороны от его нейтрального положения, что позволяет разломить хрупкую зону 24 запорного элемента 20, когда гибкая трубка установлена в удерживающий узел 26. Таким образом, подвижный элемент 29 выполнен с возможностью движения в обе стороны от центральной линии 31 из положения, смещенного в одну сторону от упомянутой линии, в положение, смещенное в другую сторону от упомянутой линии.

При использовании разрушаемого устройства подвижный элемент 29 совершает возвратно-поступательное движение за пределы своего нейтрального положения, обеспечивая тем самым эффективное разделение первой и второй частей 22, 23 запорного элемента 20.

В соответствии с первым вариантом осуществления, который представлен на фиг.3A-3D, подвижный элемент 29 выполнен с возможностью движения в соответствии с линейным движением. Тогда подвижный элемент перемещается перпендикулярно центральной линии 31 в направлении вправо и в направлении влево, совершая возвратно-поступательное движение посредством прохождения через нейтральное положение.

В соответствии со вторым, более предпочтительным вариантом осуществления, который представлен на фиг.4A-4D, подвижный элемент 29 выполнен с возможностью движения в соответствии с вращательным движением. В этом случае ось вращения перпендикулярна центральной линии 31.

Для минимизации усилия, необходимого для разламывания хрупкой зоны 24, ось вращения подвижного элемента 29 выполнена проходящей через центральную линию 31.

Предпочтительно, для обеспечения разламывания хрупкой зоны 24 запорного элемента 20 вращательное движение подвижного элемента 29 представляет собой движение, по меньшей мере, на 30°, а предпочтительнее - по меньшей мере на 45° в обе стороны от центральной линии 31.

Такое вращательное движение снижает риск отрыва или деформации гибкой трубки по сравнению с прямолинейным поступательным движением первого варианта осуществления.

Как видно на фиг 8-10, в качестве приводного органа 36 может быть использован, например, двигатель, вал вращения которого выполнен интегрированным с подвижным элементом 29. Предусмотрена зубчатая передача 37, содержащая, по меньшей мере, два зубчатых колеса, которые обеспечивают приведение в движение упомянутого подвижного элемента. Конфигурация зубчатой передачи 37 задает конкретный тип движения (линейный или угловой).

Упомянутый двигатель получает электропитание от батарей или непосредственно от сети через соответствующую розетку.

В соответствии с вариантом осуществления, проиллюстрированным на фиг.9 и 10, предлагаемое устройство рассчитано на разламывание двух запорных элементов 20, которые могут быть разломлены либо одновременно, либо последовательно.

Для этого устройство может быть снабжено вторым узлом для удержания второй гибкой трубки. Такой удерживающий узел аналогичен тому, который был описан выше, и содержит другой неподвижный элемент и другой подвижный элемент, который установлен на органе 36, выполненном с возможностью приведения подвижных элементов 29 во вращательное или линейное движение (не показаны). Альтернативно, каждый подвижный элемент 29 может быть снабжен своим собственным приводным органом.

Однако в случае, когда устройство служит для одновременного разламывания двух запорных элементов, помещенных в гибкую трубку, целесообразно использовать всего один приводной орган. Как показано на фиг.9 и 10, подвижные элементы 29 при этом установлены на упомянутом приводном органе 36 таким образом, чтобы обеспечивалось одновременное разламывание хрупкой зоны обоих запорных элементов 20. Такая конструкция оказывается более компактной и применима, в частности, для одновременного открытия двух запорных элементов, помещенных в соседние гибкие трубки, формирующего входные отверстия эластичного контейнера.

В этом случае, запорные элементы 20 могут быть расположены в противоположных направлениях: у одного запорного элемента ближе к контейнеру установлено основание 22, а у другого запорного элемента ближе к контейнеру установлено перо 23 (фиг.9).

При нормальной эксплуатации неподвижный элемент 27 предназначен для удержания основания 22 запорного элемента 20, тогда как подвижный элемент 29 предназначен для удержания пера 23. Однако устройство работает и в случае, если запорный элемент установлен в противоположном направлении, то есть в неподвижном элементе установлено перо 23, а в подвижном элементе 29 - основание 22.

Промышленность выпускает несколько типов запорных элементов, для каждого из которых характерны соответствующие конкретные конфигурации и размеры. Предполагается изготовление соответствующих удерживающих узлов для одного или нескольких типов запорных элементов в форме съемной панели, вставляемой в зубчатую передачу.

Блок управления 38 позволяет управлять работой устройства разламывания и, в частности, включением органа 36 для приведения в движение подвижного элемента 29. Такой блок управления представляет собой, например, микропроцессор, установленный на материнской плате.

В частности, блок управления включает и проверяет работу приводного органа 36.

Как показано на фиг.10, приводной орган 36, как и подвижный элемент 29, интегрирован с дисковым колесом 39, содержащим множество периферийных выемок 40. Альтернативно, использовано зубчатое колесо. Вращение упомянутого дискового колеса 39 позволяет управлять движением подвижного элемента 29. Чтобы сместить подвижный элемент 29, приводной орган сначала вращают в одну сторону на протяжении заданного количества выемок, а затем в другую сторону на протяжении другого заданного количества выемок. Количество выемок вычисляет микропроцессор исходя из информации, получаемой посредством детектора 41, расположенного в зоне выемок 40 колеса. Заданные количества выемок соответствуют крайним положениям подвижного элемента 29.

Предпочтительно, в дисковом колесе 39 выполнен другой вырез 42 в форме полукруга, концентричного по отношению к колесу 39, позволяющего определять положение подвижного элемента 29. В нейтральном или исходном положении подвижного элемента 29 колесо 39 расположено таким образом, что детектор 41 детектирует границу раздела между полукруглым вырезом 42 и сплошной частью.

В частном примере, устройство снабжено средством детектирования присутствия гибкой трубки в удерживающем узле. В частности, предусмотрен детектор 43, детектирующий присутствие гибкой трубки, по меньшей мере, в одном из гнезд. Когда гибкая трубка вставлена в одно из гнезд, предусмотренных в удерживающем узле 26, расположенный в упомянутом гнезде подвижный стержень 44 толкает язычок 45 замыкателя упомянутого детектора, который выдает при этом соответствующий сигнал. Упомянутый детектор 43 присутствия, связанный с блоком управления, предпочтительно препятствует работе устройства, если в удерживающем узле не расположено ни одной трубки.

В другом примере, устройство разламывания снабжено средством для определения энергии, использованной для разламывания хрупкой зоны 24, например, посредством измерения энергии, потребляемой приводным органом 36. Ток, используемый двигателем, чтобы переместить подвижный элемент, пропорционален усилию, требуемому для совершения движения. Этот ток измеряют с целью детектирования разламывания запорного элемента. Так, например, предусмотрено, что подвижный элемент устройства разламывания продолжает свое возвратно-поступательное движение до детектирования падения тока, которое свидетельствует о полном разламывании запорного элемента.

Все компоненты устройства, в том числе удерживающий узел, приводной орган и блок управления, собраны в жестком корпусе.

Предусмотрены различные варианты осуществления заявляемого устройства. Первый вариант осуществления состоит в интеграции заявляемого устройства в портативный инструмент, при этом устройство разламывания содержит ручку. Данное устройство можно применить, например, на этапе фильтрации крови или одного из ее компонентов, когда система контейнеров подвешена к стойке для инициации фильтрации. Как видно на фиг.1, упомянутое устройство используют, когда контейнер 2 для сбора подвешен к опоре, что позволяет открыть второй запорный элемент 17.

Второй вариант осуществления заключается в использовании автономного модуля, в который интегрировано рассматриваемое устройство, при этом пользователь размещает запорные элементы в устройстве в соответствии с необходимостью.

Наконец, третий вариант осуществления представляет собой модуль, непосредственно интегрированный в аппарат для обработки биологической жидкости типа крови. Центрифугирование и/или разделение традиционно осуществляется посредством специально предназначенных для этой цели аппаратов наподобие сепараторов, центрифуг или прессов, подобных описанным в документе WO 2005/002644.

Благодаря объединению рассматриваемого устройства с аппаратами для обработки крови облегчается эксплуатация таких аппаратов. Блок управления запрограммирован на выполнение разламывания запорных элементов на основе заранее определенного процесса.

В соответствии со вторым аспектом изобретения, ниже описан способ разламывания запорного элемента 20 с помощью устройства, выполненного согласно первому аспекту изобретения. Заявляемый способ содержит следующие этапы:

- установка гибкой трубки 21, содержащей запорный элемент 20, в удерживающий узел упомянутого устройства так, что хрупкая зона 24 расположена между неподвижным элементом 27 и подвижным элементом 29,

- включение органа 36 для приведения в движение подвижного элемента 29 сначала в одну, а затем в другую сторону от центральной линии 31 так, чтобы разломить хрупкую зону 24 запорного элемента 20.

Целесообразно, чтобы первая часть 22 запорного элемента была помещена в гнездо 28 неподвижного элемента 28, а его вторая часть 23 - в гнездо 30 подвижного элемента 29.

Для разламывания хрупкой зоны совершают одно или несколько движений подвижного элемента 29 в обе стороны от центральной линии 31.

Реферат

Группа изобретений включает устройство для разламывания по меньшей мере одного запорного элемента, расположенного внутри гибкой трубки системы контейнеров для сбора крови и разделения компонентов крови, аппарат для обработки биологической текучей среды и способ разламывания запорного элемента, относится к области медицинской техники и предназначена для применения при переливаниях крови и перфузии. Устройство для разламывания по меньшей мере одного запорного элемента, расположенного внутри гибкой трубки системы контейнеров для сбора крови и разделения компонентов крови, содержит запорный элемент, имеющий первую часть и вторую часть, разделенные хрупкой зоной. Хрупкая зона выполнена с возможностью разлома для обеспечения возможности течения текучей среды внутри упомянутой гибкой трубки. Упомянутое устройство содержит также узел для удержания упомянутой гибкой трубки, включающий неподвижный элемент, снабженный первым гнездом для удержания первого участка упомянутой гибкой трубки, и подвижный элемент, снабженный вторым гнездом для удержания второго участка упомянутой гибкой трубки, причем упомянутые два гнезда выровнены вдоль центральной линии, определяющей нейтральное положение подвижного элемента. Упомянутое устройство снабжено также органом для приведения в движение подвижного элемента в обе стороны от его нейтрального положения так, чтобы разломить хрупкую зону запорного элемента, когда гибкая трубка установлена в удерживающий узел. Изобретения позволяют обеспечить эффективное разламывание любых запорных элементов (открывателей контура) и снизить количество операций с центрифугируемыми

Формула