NO784430L - Apparat for mikro-regulering av en vaeskestroem - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår et apparat for mikro-regulering av strømning og for stabilisering av den strømnings-■hastighet eller -mengde med hvilken en væske som skal doseres, blir fremført, spesielt, men ikke utelukkende, i apparatur for perfusjpn og transfusjon.

Regulering av væskestrømmen i ledninger eller rør som er. utsatt for eri forskjell i piezometriske belastninger (defi-nert som summen av trykkdifferansen og.av høydedifferansen) representerer et problem av meget generell interesse og har derfor funnet mange forskjellige løsninger som ikke alltid er til-fredsstillende, i de forskjellige anvendelsesområder.

Spesielt opptrer slike problemer i tilfelle av phle-boclysis, nemlig ved perfusjon i en pasients vene av oppløs-ninger av legemidler av forskjellige typer. I slike tilfeller blir en fleksibel slange, vanligvis av plast, ved den ene ende forbundet med en beholder for en oppløsning av legemiddelet, mens den ved sin annen ende er forsynt med en nål som innsettes i pasientens vene eller åre. Væsken tillates å strømme under tyng-dekraftens innvirkning, ved opphengning av beholderen i passende høyde, og régulering av strømmen skjer ved hjelp av hvilken som helst innretning som er i stand til å utøve et trykk av variabel størrelse på slangen selv, slik at det frembringes en innsnevring eller hals med variable dimensjoner.

De hittil vanligvis anvendte innretninger til å variere strømningsmengden i rør eller slanger med fleksibel vegg, spesielt transfusjons- eller perfusjonsvæsker, er overordentlig rudimentære og de kan heller ikke garantere at det under hele perfusjonsoperasjonen blir opprettholdt konstante strømnings-. mengder eller -hastigheter. Videre tillater ikke de nevnte innretninger som fremdeles anvendes (som typisk eksempel kan nevnes de såkalte MOHR-klemmer, ikke en finregiilering av den nevnte strøm, da samtidig den sammenpresninar-virkning som utøves av klemmen på den rørformede vegg, bevirker en hindring i de fysikalske strukturegenskaper i den seksjon av rør som er utsatt for virk-ningen av klemmen, med et gradvis tap av elastisitet og en gradvis ødeleggelse som kan resultere i oppsprekking og endelig brudd i selve røret eller slangen. Naturligvis kan slike ulemper vise seg å være spesielt alvorlige når det er nødvendig å utføre en perfusjon eller transfusjon hvor verdien av strømningsmengden må velges med stor omhu og nøyaktighet, og dé tilfeller hvor den forut valgte verdi må holdes konstant over et lengre tidsrom. Også mer alvorlige ulemper kan oppstå når strømningsmengden på grunn av for sterk sammentrykningsvirkning av klemmen og resul-terende slitasje av slangen, kan variere enten ved for sterk øk-ning eller reduseres nesten til det punkt hvor strømningen stop-per.

Riktignok har det i noen tid vært tatt i bruk visse elektroniske innretninger som automatisk utfører styring av strøm-ningsmengden av transfusjons- eller perfusjonsvæsken. Anvendelsen

■av slike innretninger er imidlertid på grunn av omkostningene begrenset til slike tilfeller hvor det er absolutt nødvendig å

ha en omhyggelig dosering av spesielle aktive medisinske substan-ser, dvs. i slike tilfeller hvor en overdose av medisinsk sub-stans til pasienten som behandles, kunne resultere i alvorlig skade på denne.

Det er derved klart at det i noen tid har foreligget et behov for noe som kan erstatte de primitive innretninger som tidligere er nevnt for regulering av strømmen i fleksible slanger, nemlig et apparat som ikke har de forannevnte ulemper, som tillater en firiregulering av strømmen og opprettholdelse av strøm-ningshastigheten eller -mengden på en forut valgt verdi under lengre tidsperioder, uten at det er nødvendig å bruke kostbare elektroniske innretninger.

Det er derfor, et formål med denne oppfinnelse å tilveiebringe et apparat for mikro-regulering av strømning og.stabilisering av strømningsmengden, slik at det tillates fin-regulering av væskestrømmen, spesielt transfusjons- eller perfusjonsvæske som strømmer gjennom en fleksibel, rørformet ledning, og som gjør det mulig å opprettholde den forut valgte strømningsmengde på en forutbestemt verdi under lengre tidsperioder, uten å bevirke sli-tasje på den fleksible slange.

Et annet formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe

et apparat for mikro-regulering av en strømning og for stabilisering av strømningsmengden, hvor reguleringen av strømningsmengden foretas uten at det er nødvendig å bruke kompliserte og kostbare elektroniske innretninger, hvilket apparat opprettholder .en konstant strømningsmengde av væske gjennom den fleksible slange,

uten at det er behov for ytterligere operasjoner eller styringer fra' brukerens side.

De nevnte formål blir oppnådd i et apparat for mikro-regulering av væskestrøm og stabilisering av strømningsmengden av væsken, i henhold til denne oppfinnelse,karakterisert vedat-.det .omfatter: (1) en boksformet beholder som danner et hulrom i hvilket det etableres et trykk (eller referansetrykk), (2) en første rørformet passasje med kapillære dimensjoner i beholderen og som ved den ene ende kommuniserer med hulrommet og ved den motsatte ende med den boks-lignende beholder, og en anordning for tilførsel av væske fra en væskekilde gjennom den første passasje inn i beholder-?-hulrommet, (3) en annen rørformet passasje i beholderen og som ved den ene ende kommuniserer med utsiden av beholderen og en anordning for tilførsel av væske som strømmer gjennom den annen passasje til en anordning for anvendelse av væsken, og (4) en fleksibel membran-anordning i hulrommet og plassert slik at den fjernbart dekker åpningen av den rørformede passasje som fører inn i hulrommet.

I henhold til en foretrukken praktisk utførelsesform

av apparatet ifølge oppfinnelsen har en vegg i beholderen en åpning som setter hulrommet i forbindelse med omgivelsene slik at referansetrykket er lik atmosfæretrykket.

Som det lettere vil fremgå av beskrivelsen av en foretrukken praktisk utførelsesform av apparatet ifølge denne oppfinnelse, er virkemåten av apparatet basert på anvendelse av en kontrollert differanse i piezometrisk belastning på en rørformet passasje med liten (kapillær) diameter, som utgjør en kjent hydrau-lisk motstand mot væskestrømmen. En variasjon av denne differanse i belastning vil derfor ha til virkning å variere strømnings-mengden i overensstemmelse med en velkjent regel, og med en stabilitet som utelukkende avhenger av stabiliteten av belastningsdifferansen og av den hydrauliske motstand i kapillærpassasjen.

Nøyaktigheten og stabiliteten av den sistnevnte kan lett bli oppnådd for hver bestemt væske, ved hjelp av en passende kontroll eller styring av diameteren og lengden av kapillærpassasjen, hvilken styring lett kan foretas av fagfolk på området.

De forskjellige måter apparatet opptrer på ved bruk

i forbindelse med forskjellige væsker, kan så tas i betraktning ved å sikre relasjonen mellom differansen i belastning og strømningsmengde i kapillærpassasjen for hver bestemt væske som anvendes.

Når det gjelder styringen av belastningsdifferansen, kan det antas at trykket og høyden oppstrøms for kapillærpassasjen er nøyaktig kjent og stabile slik det vanligvis vil være tilfelle, f.eks. ved transfusjonsflasker hvor atmosfæretrykket blir etablert på høyde med hullet for luftinnløp og følgelig uavhengig av den mengde væske som er tilstede i flasken, eller eventuelle andre parametre.

'Når det derimot gjelder den piezometriske belastning nedstrøms for kapillærpassasjen, kan denne gjøres lik en referansebelastning som ligger mellom innløps- og utløpsbelast-ningene, ved hjelp av den forannevnte membrananordning.

Andre spesielle trekk og fordeler ved denne oppfinnelse vil fremgå av den følgende beskrivelse under henvisning til den skjematiske tegning som illustrerer et ikke begrensende eksempel, og hvor: Figur 1 er et sterk skjematisert snitt gjennom et apparat for mikro-regulering og .stabilisering av strømningsmengden av en væske, til illustrasjon av virkemåten av. apparatet, og

figur 2. er et snitt gjennom en foretrukken praktisk utførelse av apparatet ifølge denne oppfinnelse.

Som det spesielt fremgår av figur 1, har apparatet en boks-lignende beholder C som danner et lukket hulrom C uten forbindelse med omgivelsene og i hvilket det etableres et første trykk eller referansetrykk hvis verdi ligger mellom tilførsels-trykket for væsken til hulrommet og leveringstrykket for væsken fra hulrommet.

I dette apparat vil trykket ved innløpsåpningen søke å bøye den viste membran slik at væskepassasje mot utløpsåpningen blir lettet, mens det undertrykk som opptrer ved den sistnevnte åpning, trekker membranen mot denne ved sugevirkning, slik at det.oppstår en tendens til å hindre passasjen.

Da imidlertid trykket ved innløpsrøret strekker seg til nesten hele overflaten av membranen, mens undertrykket ved utløpsrøret har én virkning begrenset til den overflate av membranen som dekker utløpshullet, som har en passende liten diameter, avhenger åpningsgraden- ved utløpshullet i praksis utelukkende av differansen mellom innløpstrykket og referansetrykket som utøves på den side av membranen som vender mot innsiden av hulrommet.

Da endelig de krefter som er nødvendige for å åpne eller lukke utløpshullet, er overordentlig små, hvilket også skyldes membranens fleksibilitet, vil innløpstrykket automatisk nå en verdi som bare er litt forskjellig fra referansetrykket.

Reguleringen av den piezometriske belastning ned-strøms for kapillærpassasjen kan så finne sted ved variasjoner i referansetrykket og/eller høyden av membranapparatet i forhold til beholderen for den væske som skal administreres eller doseres.

Under henvisning til det apparat ifølge oppfinnelsen som er vist på figur.2, fremgår det at dette omfatter en boks-lignende beholder C dannet av et legeme 4 med en første rør-formet passasje 2 av kapillære dimensjoner og en annen rørformet passasje 7,'samt et klemelement 5 festet til legemet 4. Den øvre flate av legemet 4 er utformet med et ringformet fremspring .

9 og et sentralt fremspring 10. På disse fremspring 9 og 10 er

det anbragt en membran 3 dannet av hvilket som helst egnet flek-sibelt materiale som er.kjemisk inert i forhold til den væske som skal behandles. Klemelementet 5 er fast forankret i legemet 4 og låser membranen 5 langs en sirkulær sone mellom det ring-formede fremspring 9 og de tilsvarende motstående soner av klem-, elementet 5.

Det skal bemerkes at membranen 3 på den annen side ganske enkelt hviler på det sentrale fremspring 10. Klemelementet 5 har en sentral åpning 6 som derfor setter det sentrale hulrom C' i forbindelse med omgivelsene slik at i dette tilfelle referansetrykket er lik atmosfæretrykket. Den nedre flate av membranen 3 og den del av den øvre side av legemet C som er inn-befattet mellom fremspringet 9 og fremspringet 10, danner et ringformet kammer 11 som den øvre ende av kapillærpassasjen 2 kommuniserer med, mens den øvre ende av den rørformede passasje 7 fører inn i den sentrale sone innenfor fremspringet 10, i be-røring med membranen. De motsatte ender av kapillærpassasjen 2 og den rørformede passasje 7 fører til respektive tilkoblings-, stykker 1 og 8 til hvilke det er koblet (ikke viste) rør eller ledninger- som forbinder legemet 7 med en væskekilde, og en ledning som er forsynt med en nål på sin motsatte ende for å set-te apparatet i forbindelse med den pasient som væsken skal ad-minstreres til.

Virkemåten av apparatet er som følger: Væsken kommer til apparatet gjennom tilkoblingsstykket 1 og kapillærpassasjen 2 slik at den kommer i berøring med membranen 3. Membranen 3 vil være tilbøyelig til å bøye seg oppad og skyve luften ovenfor ut gjennom åpningen 6 i klemelementet 5. Væsken kan således tre inn i utløpspassasjen 7 og gjennom tilkoblingsstykket 8, leveres til en utløpsledning (ikke vist) som er forbundet med pasienten.

Da referansetrykket i dette tilfelle er det samme som atmosfæretrykket, vil høydedifferansen mellom membranen og innløpshullet for luft i beholderen, sammen med den kjente hydrauliske motstand i kapillærpassasjen>bestemme væskens strømnings-hastighet eller -mengde. Reguleringen av strømningsmengden kan så ganske enkelt foretas ved variasjoner i høyden av trykk-reguleringsinnretningen. For å oppnå dette kan apparatet ifølge oppfinnelsen være forsynt med en anordning (ikke vist) som for-skyvbart forbinder dette med en gradert stang (ikke vist) slik at det på justerbar måte blir mulig å variere avstanden mellom apparatet og beholderen for den væske som skal administreres.

De materialer som egner seg ved praktisk utførelse

av apparatet ifølge denne oppfinnelse, vil., være nærliggende for fagfolk på området, som har til disposisjon et stort utvalg i materialer, spesielt plastmaterialer, som både har den nødven:-dige kjemiske motstandsevne overfor perfusjons- og transfusjons-oppløsninger, og passende stivhet og eftergivenhet. Uten å være begrensende kan det som eksempel på slike materialer for frem-stilling av det boks-lignende legeme, nevnes polypropylen, poly-

etylen med høy tetthet, polykarbonater og lignende.

Claims (3)

1. Apparat for mikro-regulering av en væskestrøm og stabilisering av væskens strømningsmengde, kara kt e r i— sert ved: a) en boks-lignende beholder som danner et hulrom i hvilket det etableres et referansetrykk, b) en første rørformet passasje med kapillære dimensjoner i beholderen, hvilken passasje ved den ene ende står i forbindelse med hulrommet og ved den annen ende med beholderens utside eller omgivelser, c) en anordning for tilførsel av væske fra en væskekilde gjennom den første passasje til beholderens .hulrom, d) en annen rørformet passasje i beholderen, hvilken passasje ved den ene ende kommuniserer med hulrommet og ved den annen ende med utsiden av beholderen, e) en anordning for tilførsel av den væske som strømmer gjennom den annen passasje til en væskeavgivelsesanordning, og f) eh fleksibel membran i hulrommet, hvilken membran er plassert slik at den bevegbart dekker åpningen av den annen rørformede passasje som fører inn i hulrommet.

2.. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at hulrommet kommuniserer med atmosfæren.

3. Apparat for mikro-regulering av en væskestrøm og stabilisering av strømningsmengden av væsken, karakterisert ved : a) en boks-lignende beholder omfattende et legeme og et klemelement på legemet, som i kombinasjon danner et hulrom, hvilket klemelement er forsynt med en åpning som setter hulrommet i forbindelse med atmosfæren, b) en første rørformet passasje med kapillære dimensjoner i beholderen, hvilken passasje ved den ene ende står i forbindelse med hulrommet og ved den annen ende med et første tilkoblingsstykke utenfor beholderen, c) en anordning for tilførsel av væske fra en væskekilde gjennom den første passasje inn i beholderens hulrom, d) en annen rørformet passasje i beholderen, hvilken passasje ved den ene ende kommuniserer med hulrommet og ved den annen ende med et annet tilkoblingsstykke ved utsiden av beholderen, é) en anordning for tilførsel av væske som strømmer gjennom den annen passasje til en væskeleveringsanordning, og f) en fleksibel membran i hulrommet plassert slik at den bevegbart dekker åpningen på den annen rørformede passasje som fører inn i hulrommet.