!HU000003905T2! (19)
HU
(11) Lajstromszám:
E 003 905
(13)
T2
MAGYAR KÖZTÁRSASÁG Magyar Szabadalmi Hivatal
EURÓPAI SZABADALOM SZÖVEGÉNEK FORDÍTÁSA A61M 1/00
(21) Magyar ügyszám: E 07 102888 (22) A bejelentés napja: 2007. 02. 22. (96) Az európai bejelentés bejelentési száma: EP 20070102888 (97) Az európai bejelentés közzétételi adatai: EP 1829568 A1 2007. 09. 05. (97) Az európai szabadalom megadásának meghirdetési adatai: EP 1829568 B1 2008. 06. 04.
(51) Int. Cl.:
(30) Elsõbbségi adatok: 20060365228 2006. 03. 01.
(73) Jogosult: Alcon, Inc., Hünenberg (CH)
US
(72) Feltalálók: Gao, Shawn X., Irvine (US); Williams, David L., Newport Beach (US) (54)
F04B 43/12
(2006.01) (2006.01)
(74) Képviselõ: dr. Harangozó Gábor, DANUBIA Szabadalmi és Jogi Iroda Kft., Budapest
Eljárás perisztaltikus szivattyú mûködtetésére
HU 003 905 T2
(57) Kivonat A találmány tárgya eljárás perisztaltikus szivattyú (10) mûködtetésére, amelynek olyan görgõsfeje (14) van, amelyen számos görgõ (16) van elhelyezve. Az eljárás a következõ lépésekbõl áll: a görgõsfejet mûködtetõkapcsolatba hozzák egy rugalmas folyadékcsatornával (26); a görgõsfejet elforgatják úgy, hogy a görgõk a folyadékcsatornával érintkezésbe lépjenek, és a folyadékcsatornán keresztül folyadékáramlást idézzenek elõ; folyamatosan érzékelik a görgõk helyzetét; a folyamatosan mért görgõhelyzet alapján megállítják a görgõket. A rugalmas folyadékcsatorna egy kazettával (18) van ellátva, és a kazettának van egy teste (22) és egy, a testhez illesztett lapja (20), amely lap legalább egy, formázással létrehozott folyadékcsatornát (26) tartalmaz. Az eljárás jellemzõje, hogy a görgõk leállítása során legalább egy görgõt (16) a folyadékcsatorna bemenete közelében várakozó helyzetbe állítanak, és ily módon a folyadékcsatornát (26) beszûkítik, és ez a beszûkítés úgy mûködik, mint egy kikapcsolószelep, amely megakadályozza, hogy folyadék lépjen a csatornába, vagy
leválasztja a folyadékcsatornát az átmeneti nagy nyomásoktól, és megakadályozza, hogy bármilyen tranziens nyomáscsúcs a folyadékcsatornába lépjen.
3. ábra A leírás terjedelme 6 oldal (ezen belül 2 lap ábra) Az európai szabadalom ellen, megadásának az Európai Szabadalmi Közlönyben való meghirdetésétõl számított kilenc hónapon belül, felszólalást lehet benyújtani az Európai Szabadalmi Hivatalnál. (Európai Szabadalmi Egyezmény 99. cikk (1)) A fordítást a szabadalmas az 1995. évi XXXIII. törvény 84/H. §-a szerint nyújtotta be. A fordítás tartalmi helyességét a Magyar Szabadalmi Hivatal nem vizsgálta.
1
HU 003 905 T2
A találmány háttere A találmány általánosságban perisztaltikus szivattyúkra vonatkozik, még pontosabban olyan perisztaltikus szivattyúkra, amelyeket szemsebészeti berendezésekben alkalmaznak. A legtöbb ismert perisztaltikus szivattyú úgy mûködik, hogy egy rugalmas csõ egy adott hosszúságú szakaszát (adott esetben rögzített útvonal mentén) komprimálják vagy összenyomják egy forgó görgõsfej alkalmazásával. Ahogyan a görgõsfej forog, a görgõk a csõ egy részét leszûkítik, és a görgõk közötti részben összegyûlt folyadékot a forgás irányába tolják. A perisztaltikus szivattyúkat széles körben használják orvosi célokra is, mivel elõre megjósolható konstans áramlási paramétereik vannak. Ezek az ismert rendszerek azonban tipikusan szükségessé teszik, hogy a szivattyú csõ szegmensét a forgó görgõsfej körül kézzel csatlakoztassuk. Az olyan ismert perisztaltikus szivattyúk, amelyek forgó görgõsfejet használnak, tipikusan nem kívánt nyomásimpulzusokat eredményeznek. Különféle impulzuscsillapító eszközöket alkalmaznak ezen probléma megoldására [lásd például az US 4,921,477 (Davis) sz. szabadalmat]. Tekintettel arra, hogy a sebészeti rendszerekben alkalmazott kazettáknak Venturi-féle szívó szivattyújuk van, és ezek a kazetták mint megfelelõ hatásfokú tartályok mûködnek, a folyadék szintjét (és ily módon az üres térfogat) a kazettán belül megfelelõen szabályozni úgy, hogy a kazetta ne legyen sem teljesen megtöltve, sem pedig teljesen kiürítve. Ha ugyanis a szívórendszerben lévõ folyadék a kazettát teljesen megtölti, a folyadék be tud szívódni a Venturi-csõbe, ami nemkívánatos kölcsönhatást idézne elõ a sebészeti eszközben alkalmazott vákuumszinttel. Üres kazetta esetében a szívórendszereknél elõfordulhat az, hogy levegõ kerül beszivattyúzásra az elvezetõ lefolyó tasakba, amelynek következtében ebben a tasakban értékes tartálytér menne veszendõbe. Ráadásul a szívórendszerek kazettáin belül a konstans térfogat lehetõvé teszi adott sebészeti berendezésben a vákuum szintjének pontos szabályozását. A tartály mérete a kazettán belül hatással van a kazetta reagálási idejére. Egy nagyobb kazetta nagyobb tárolókapacitást jelent, de a rendszeren belül lassítja a reagálási idõt. Kisebb kazetta a rendszerben növeli a reagálási idõt, de adott esetben nincs meg a megfelelõ tárolókapacitása. Ezt a dilemmát próbálták megoldani úgy, hogy két belsõ tartályt alkalmaztak. Egy ilyen kazettát ismertet az US 4,758,238 (Sundblom és társai) (az úgynevezett Sundblom-kazetta) sz. szabadalmi leírás. Egy kisebb tartály van közvetlenül folyadékkapcsolatban a sebészeti kézidarabbal, míg egy nagyobb tartály van elhelyezve a kisebb tartály és a vákuumtápegység között. Ez lehetõvé teszi egyrészt a gyorsabb reagálási idõt, másrészt pedig a nagyobb tárolókapacitást. A kisebb tartályt azonban periodikusan ki kell üríteni a nagyobb tartályba, mielõtt a kisebb tartály feltöltésre kerülne. Ez szükségessé teszi, hogy a kisebb tartályhoz továbbított vákuumot lezárjuk, mielõtt a na-
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60 2
2
gyobb tartályba történõ elvezetést megnyitjuk. A vákuumvezeték lezárása a kisebb tartály felé azonban szükségessé teszi, hogy a kisebb tartály kiürítése során a sebészeti eljárást leállítsuk. Egy másik rendszer, amely az US 5,899,674 (Jung és társai) sz. szabadalmi leírásban van ismertetve, Venturi-szivattyút alkalmaz a szívóvákuum létrehozására, és egy külön perisztaltikus szivattyú van elhelyezve a nagy tartály és a kis tartály között. A perisztaltikus szivattyút arra használják, hogy a kisebb tartályból a folyadékot a nagyobb tartályba szivattyúzzák, amikor a kisebb tartály tele lesz. Ez a rendszer lehetõvé teszi az egész rendszer folyamatos mûködését a kisebb tartály leszívása során is. Egy másik ismert szivattyú van az US 6,293,926 B1 (Sorensen és társai) sz. szabadalmi leírásban ismertetve, amely olyan perisztaltikus szivattyút ismertet, amelynek öntött folyadékcsatornája van, amely egy rugalmas lapot tartalmaz, amely ragasztva van, vagy mechanikusan van csatlakoztatva egy megfelelõen merev szubsztrátumhoz. A szivattyúfej görgõi a szivattyú motortengelyébõl sugárirányban kiállóan vannak elrendezve, és a rugalmas anyagból készült folyadékcsatornát a merev szubsztrátumhoz nyomják. Az elõbb említett szabadalomban ismertetett megoldás kereskedelmi forgalomban is kapható, mint INFINITI® Vision System néven forgalmazott rendszer, amelyet az Alcon Laboratories Inc., Fort Worth, Texas gyárt. Ez a sebészeti állvány egy olyan folyadékkezelõ rendszert vagy kazettát használ, ahol a rugalmas lap súrlódásos kötéssel van a merev szubsztrátumhoz illesztve anélkül, hogy közöttük valamilyen ragasztó lenne. Ez a konstrukciós megoldás nagyon megbízhatónak bizonyult, de ez a kereskedelmi forgalomban kapható rendszer elsõdlegesen szürkehályog sebészetben használatos, és nincsen semmi egyéb más vákuum forrása, mint a perisztaltikus szivattyún keresztül történõ kapcsolat. Éppen ezért a folyadékrendszer elsõdlegesen negatív nyomásnak, vagy vákuum hatásának van kitéve, és nincsen nagy átmeneti pozitív nyomásoknak kitéve, ami elõfordul akkor, ha a reflux során a sebészeti eljárás késõi lépéseiben Venturi-szivattyút alkalmaznak, mint elsõdleges vákuumforrást. A nagy pozitív nyomás adott esetben a rugalmas réteg és a szubsztrátum közötti kapcsolatnak a gyengülését okozhatja, ha a súrlódással történõ illesztési megoldást használják. A WO 03/067089 (Nextgen Sciences, Inc.) olyan perisztaltikus szivattyút ismertet, amely tartalmaz: (i) két folyadékáramlást biztosító csövet; (ii) két nyomógörgõt, amelyek a folyadékot a csövön keresztül kényszerítik, és amelyek egy közös forgatható elemre vannak elhelyezve és a megfelelõ mozgási ciklusok között fáziskülönbséggel mûködnek; és (iii) mindegyik csõben visszacsapó szelepet az áramlási irányt tekintve a megfelelõ nyomógörgõvel történõ összekapcsolt tartomány után; ahol mindkét csõ legfeljebb egy nyomógörgõvel van összekapcsolva; és az elrendezés olyan, hogy az elsõ szelep attól eltérõ nyomásnál fog nyitni, mint amilyen nyomásnál a második nyomógörgõ kinyitja a második csövet, és (b) a második szelep egy má-
1
HU 003 905 T2
sik folyadéknyomásnál nyit, amely annak felel meg, amikor az elsõ nyomógörgõ az elsõ csövet szabaddá teszi, és ily módon az elsõ szelepnek a nyitása egybeesik a második szelepnek a lezárásával. A nyomógörgõk mozgása és helyzete érzékelhetõ, és a kívánt nyugalmi vagy álló helyzetbe leállítható, amikor a szivattyú használaton kívül van. A fentiek értelmében fennáll továbbra is az igény egy olyan eljárásra, amellyel a perisztaltikus szivattyút úgy lehet mûködtetni, hogy csökken a kazetta meghibásodásának a lehetõsége átmeneti pozitív nyomásviszonyok mellett. A találmány rövid ismertetése A találmány szerinti megoldás az ismert perisztaltikus szivattyúkat azáltal teszi kedvezõbbé, hogy olyan eljárást javasol a perisztaltikus szivattyú mûködtetésére, amelynek van egy öntött folyadékcsatornája, amely egy rugalmas lapot tartalmaz, amely ragasztva vagy mechanikusan van egy merev szubsztrátumhoz csatlakoztatva, ahogyan ez az 1. igénypontban van megfogalmazva. A szivattyúfej görgõi sugárirányban vannak a szivattyú motorjának forgótengelyérõl kiállóan elrendezve, és a rugalmas folyadékcsatornát a merev szubsztrátumhoz nyomják. A reflux során a szivattyúfej úgy helyezkedik el, hogy legalább egy görgõ összenyomja a rugalmas folyadékcsatornát a perisztaltikus szivattyú bemeneti végénél. Az ilyen mûködés minimalizálja azt, hogy rugalmas lap nagy tranziens nyomásnak legyen kitéve. Ezek, és a találmány további elõnyei és céljai a következõ leírásból, rajzokból, és az ezeket követõ igénypontokból világosan kitûnnek. A rajzok rövid ismertetése Az 1. ábrán vázlatosan felülnézetben látható egy olyan perisztaltikus szivattyú, amelyet a találmány szerint alkalmazunk, és ahol a jobb érthetõség kedvéért a motort és a görgõsfejet nem ábrázoljuk, a 2. ábrán vázlatosan oldalirányú metszetben látható a találmánynál alkalmazható perisztaltikus szivattyú, és a jobb érthetõség kedvéért a motort és a görgõsfejet eltávolítottuk, a 3. ábrán a találmány szerinti megoldásnál alkalmazott perisztaltikus szivattyú egy olyan keresztmetszete látható, amely az 1. ábra 3–3 vonala mentén lett felvéve, a 4. ábra pedig vázlatosan mutatja a találmány szerinti megoldásnál alkalmazható kazettát. A találmány részletes ismertetése Ahogyan ez a legjobban az 1., 2. és 3. ábrán látható, a 10 perisztaltikus szivattyú, amelyet a találmány szerinti eljárás során alkalmazhatunk, általában tartalmaz egy 2 szivattyúmotort, 14 görgõsfejet, amely egy vagy több 16 görgõt tartalmaz, továbbá egy 18 kazettát, amelynek van egy rugalmas 20 lapja, amely egy viszonylag merev lap vagy 22 szubsztrátum külsõ felüle-
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60 3
2
tén van elhelyezve. A 12 szivattyúmotor elõnyösen léptetõmotor vagy egyenáramú szervomotor. A 14 görgõsfej a 12 motor 24 tengelyéhez van illesztve úgy, hogy a 12 motor a 14 görgõsfejet egy olyan sík mentén mozgatja, amely általában merõleges a 24 tengely tengelyére, és a 16 görgõk hossztengelye sugárirányban helyezkedik el a 24 tengely tengelyére. A 12 motor tartalmaz egy 13 kódolóegységet, amely a 24 tengelyre helyezhetõ el, és amely 13 kódoló a 24 tengely forgásának helyzetérõl ad információt. Mivel a 16 görgõknek a helyzete a 24 tengelyhez képest rögzített, a 24 tengely elfordulására vonatkozó információ egyúttal a 16 görgõk helyzetérõl is információt ad. A 12 szivattyúmotor a 14 görgõsfej, a 16 görgõ és a 13 kódolóegység általában a 200 sebészeti állványon vannak elhelyezve, amelyet azonban csak a 4. ábrán mutatunk be. A 200 sebészeti állvány elegendõ hardver- és szoftverelemeket tartalmaz ahhoz, hogy a 13 kódolóegység felõl érkezõ jeleket feldolgozza, és a 12 motort megfelelõen szabályozza. Az ilyen jellegû hardver- és szoftverelemek jól ismertek a területen jártas szakember számára, az egyik jól alkalmazható állvány az ACCURUS® néven forgalmazott sebészeti rendszer, amely az Alcon Laboratories, Inc., Fort Worth, Texas cégnél szerezhetõ be. A 20 lap egy öntött 26 folyadékcsatornát tartalmaz, és amely általában sík, az alakja ívelt (a síkon belül), és a sugara megközelítõleg megegyezik azzal a sugárral, amelynek mentén a 16 görgõk a 24 tengely körül elhelyezkednek. A 26 folyadékcsatorna a 28 és 30 kimeneteket folyadékkapcsolatban kapcsolja össze egymással. A 20 lap megfelelõen flexibilis, könnyen fröccsönthetõ anyagból van kialakítva, például szilikongumiból vagy hõre lágyuló rugalmas anyagból. A 20 lap a 22 szubsztrátumhoz bármilyen, önmagában ismert ragasztó eljárással van ragasztva, vagy hegesztve van, vagy mechanikus van rögzítve. A 22 szubsztrátum elõnyösen olyan anyagból van, amely a 20 laphoz képest megfelelõen merev, így merev, hõre lágyuló mûanyagból, és szintén bármilyen, önmagában ismert eljárással gyártható, így fröccsöntéssel vagy egyéb gépi eljárásokkal. A 18 kazetta általában külön van kialakítva a 200 sebészeti állványtól, és a 200 állvánnyal egyrészt folyadékkapcsolatban, másrészt megfelelõ rögzített mechanikus kapcsolatban van, amelyek önmagukban ismertek. Használat során a 18 kazetta a 14 görgõsfej közelében van elhelyezve úgy, hogy a 16 görgõk a 26 csatornát a 22 szubsztrátumhoz nyomják, amikor a 14 görgõsfej forog. A görgõk hossztengelye úgy van elhelyezve, hogy a 16 görgõk a 26 csatornával a 26 csatorna síkjával lényegében párhuzamosan érintkezzenek. Az ilyen elrendezés csökkenti a flexibilis csövezés hurokhosszúságát a szivattyú görgõsfej körül, és így egyszerûbbé is teszi a 20 szivattyú csatorna elhelyezkedését a 14 görgõsfejhez képest. A 16 görgõk adott esetben a hossztengelyük mentén kissé kúposan alakíthatók ki, hogy azt a különbséget kiegyenlítsék, amely a hosszirányú mozgásuk során létrejön, amikor a 16 görgõ szelvényei belsejük vagy külsejük mentén mozognak,
1
HU 003 905 T2
amikor a 14 görgõsfej mozog. A nemkívánatos nyomásingadozásokat úgy lehet minimalizálni, hogy 46 és 47 átmeneti csatornarészeket hozunk létre, amelynek olyan a belsõ keresztmetszete, hogy 0¹ról indulva a 26 csatorna teljes keresztmetszetéig tartóan van kialakítva. Ezek a csatornarészek minimalizálják az elfoglalt térfogat hirtelen változásait, amikor a 16 görgõk átmennek a 26 csatornára vagy lemennek a 26 csatornáról. Ahogyan ez legjobban a 4. ábrán látható, a 18 kazetta tartalmaz még egy 100 tartályt és egy 110 lefolyó gyûjtõtasakot. A 100 tartály a 112 sebészeti kézidarabhoz 114 szívóvezetéken van csatlakoztatva, a 10 perisztaltikus szivattyúhoz pedig a szivattyú 116 bemeneti vezetékén. A 118 vákuumvezeték a 110 tartályba a 110 tartálynak a 120 felsõ része közelében lép be, és egy olyan vákuumtápegységhez van csatlakoztatva, mint amilyen például egy Venturi-szivattyú (ezt nem ábrázoljuk), amely a 200 állványban van elhelyezve. A vákuum a 118 vákuumvezetéken van továbbítva, és ily módon van a vákuum a 100 tartályhoz elvezetve; ennek következtében a 114 kézidarabon keresztül és a 112 szívóvezetéken keresztül lehet a folyadékot elszívni. Amikor a 100 tartály elegendõen tele lesz folyadékkal, a 10 perisztaltikus szivattyú bekapcsol, és a 100 tartály 122 aljáról a folyadékot a 116 szivattyú bemeneti vezetéken keresztül és a 28 kimeneten keresztül elvezeti, és a fölös folyadékot az elvezetõ 110 tasakba tölti a 30 kimeneten és a 124 szivattyúürítõ vezetéken keresztül. A használat során, például reflux mûködés esetén, vákuum helyett, amelyet a 118 vákuumvezetéken továbbítunk, tranziens nagy pozitív nyomás is alkalmazható. A pozitív nyomás a 10 perisztaltikus szivattyúhoz a 116 szivattyú bemeneti vezetéken keresztül van vezetve. Ha elegendõen pozitív nyomás jut a 10 perisztaltikus szivattyúhoz, úgy a 20 lap a 22 szubsztrátumból leválik, és ily módon a 18 kazettában a folyadék egységét megszünteti. Azt elkerülendõ, hogy a 26 folyadékvezetékbõl nagy nyomáscsúcsok jussanak ki, amikor a 118 vezetéken keresztül nyomást fejtünk ki, a 200 állvány a 12 motort leállítja, és a 16 görgõket is leállítja úgy, hogy az egyik 16 görgõ a 18 kimenet közelében a 26 folyadékcsatornát lekapcsolja, ahogyan ez az 1. és 3. ábrán látható. A 16 görgõk helyzete pontosan megjósolható a 13 helyzetérzékelõk alkalmazása révén. A 16 görgõnek a leállítása ezen a helyen lénye-
5
2
gében úgy hat, mint egy lekapcsolószelep, és megakadályozza, hogy bármilyen tranziens nyomáscsúcs a 16 folyadékcsatornába belépjen. A fenti leírás a találmány egy példakénti kiviteli alakját mutatja be és a találmány magyarázatául szolgál. Nyilvánvaló azonban, hogy a területen jártas szakember számos módosítást tud úgy megvalósítani a találmány szerinti megoldáson, amelyet az elõbbiekben ismertettünk, hogy az az oltalmi körtõl nem tér el.
10 SZABADALMI IGÉNYPONTOK 1. Eljárás perisztaltikus szivattyú (10) mûködtetésé15 re, amelynek olyan görgõsfeje (14) van, amelyen számos görgõ (16) van elhelyezve, és az eljárás a következõ lépésekbõl áll: a) a görgõsfejet mûködtetõkapcsolatba hozzuk egy rugalmas folyadékcsatornával (26); b) a görgõsfejet elforgatjuk úgy, hogy a görgõk a 20 folyadékcsatornával érintkezésbe lépjenek, és a folyadékcsatornán keresztül folyadékáramlást idézzenek elõ; c) folyamatosan érzékeljük a görgõk helyzetét; d) a folyamatosan mért görgõhelyzet alapján meg25 állítjuk a görgõket, azzal jellemezve, hogy a rugalmas folyadékcsatorna egy kazettával (18) van ellátva, a kazettának van egy teste (22) és egy, a test30 hez illesztett lapja (20), amely lap legalább egy, formázással létrehozott folyadékcsatornát (26) tartalmaz, továbbá a görgõk leállítása során legalább egy görgõt (16) a folyadékcsatorna bemenete közelében várakozó helyzetbe állítunk, és ily módon a folyadékcsatornát 35 (26) beszûkítjük, és ez a beszûkítés úgy mûködik, mint egy kikapcsolószelep, amely megakadályozza, hogy folyadék lépjen a csatornába, vagy leválasztja a folyadékcsatornát az átmeneti nagy nyomásoktól, és megakadályozza, hogy bármilyen tranziens nyomáscsúcs a 40 folyadékcsatornába lépjen. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a perisztaltikus szivattyú (10) a folyadéktartály (100) és egy elvezetõtasak (110) között van elhelyezve. 3. A 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, 45 hogy a folyadéktartályt (100) nagy tranziens pozitív nyomás hatásának tesszük ki.
4
HU 003 905 T2 Int. Cl.: A61M 1/00
5
HU 003 905 T2 Int. Cl.: A61M 1/00
Kiadja a Magyar Szabadalmi Hivatal, Budapest Felelõs vezetõ: Törõcsik Zsuzsanna Windor Bt., Budapest