JP5750048B2 - 小口径医用チューブ用のニューマチックコネクタ - Google Patents

Description

本発明は、医用装置用の流体接続体に関し、特に、液体又は気体のような流体を運ぶ小口径チューブ用のニューマチックコネクタに関する。

多くの医用装置が、患者へ又は患者から、液体又は気体のような流体を運ぶためにニューマチックチューブを使用している。生理食塩水バッグは、例えば、患者に医薬化合物を投与するために、静注ニードルに接続されることができる。チューブは、患者呼吸ガスを測定し又は患者に酸素を供給する器具に、患者マスクを接続するために必要でありうる。ニューマチックチューブを必要とする別の例は、非侵襲の血圧モニタである。ベッドサイドでの周期的なモニタリングのために、膨張可能な圧力カフが、患者の腕に巻かれる。圧力カフは、ニューマチックチューブによって、非侵襲の血圧モニタに結合される。周期的に、血圧モニタは、患者の腕の周囲でカフを膨張させ、収縮期及び拡張期の圧力レベルが測定されるとき、カフの圧力がゆっくりと解放されることを可能にする。血圧カフは、さまざまな異なるサイズがある。異なるサイズのカフが必要な場合、現在のカフ及びそのチューブは、血圧モニタに取り付けられている或る長さのチューブから取り外され、異なるカフのチューブがモニタのチューブに接続される。一般に、チューブのより長いセクションが、血圧モニタから延びており、コネクタにおいて終端し、そのコネクタは、血圧カフのチューブ上のコネクタと嵌合する。コネクタが互いに結合されるとき、２つのチューブセクションは、カフの膨張の圧力下でリークしない流体密封接続で連結される。幾つかの例において、血圧カフ及びその長さのチューブは、一人の患者に関してのみ使用される。患者の血圧がもはやモニタされない場合、圧力カフ及びその短い長さのチューブ並びにコネクタは、廃棄されうる。

血圧カフは、新生児用と成人用の２つの一般的なクラスに分けられており、各クラスが、複数のサイズを含み、最も小さい新生児用のものから最も大きい成人用のものまである。自動血圧モニタリング産業は、成人サイズのカフのための多くのタイプのコネクタをサポートしている。新生児の患者の場合、「スリップルアー（Slip Luer）」コネクタが、広く受け入れられている。しかしながら、新生児モニタリングの場合はモニタホース及びアルゴリズムが異なるので、新生児カフのために使用されるコネクタは、成人カフのために使用されるいかなるコネクタとも異なることが重要である。ルアーコネクタは、静注ラインにおいても使用されており、非侵襲血圧モニタの静注チューブへの誤接続が報告されているので、安全の懸念が、血圧モニタリングにおけるルアーコネクタの使用に関して上がっている。従って、本発明は、新生児血圧モニタリングにおいて使用されるルアーコネクタと置き換わる別のタイプのコネクタを提供する。本発明のコネクタの実現例は、ニューマチック接続を必要とする他の医用及び非医用アプリケーションにおいて使用されることができる。

本発明の原理により、ニューマチックインタフェースとしてドーム及びキャビティ接続を利用するニューマチックコネクタが記述されている。このニューマチックインタフェースによる雄型及び雌型コネクタの嵌合は、簡単な４分の１回転によって、互いに結合され、解放されることができる。各コネクタは、嵌合される場合に、結合されたコネクタを一緒に保持する嵌合結合機構を有する。コネクタが係合される際に触感を提供するデテント機構が更に使用されることができる。ドーム及びキャビティ接続は、標準のニューマチックコネクタによって一般に必要とされるＯリングシールのニーズを除去する。

本発明のニューマチックコネクタによって血圧カフに結合されるモニタリング器具のニューマチックチューブを示す図。 本発明のニューマチックコネクタの雄型コネクタの拡大図。 本発明のニューマチックコネクタの雌型コネクタの拡大図。 本発明のニューマチックコネクタの４分の１回転接続を示す図。

最初に図１を参照して、ニューマチックチューブセクション１２及び１４によって血圧カフ１６に接続されるモニタリング器具１０が、図示されている。膨張可能なカフ１６は、一般に、患者の上腕に巻かれ、フック及びループファスナを重ね合わせることによってしっかりと保持される。小口径の可撓性チューブの相対的に短いセクション１４が、カフ１６に固定され、カフ内のブラダを膨張させるために空気を供給する。チューブセクション１４は、ニューマチックコネクタ２０において終端する。

チューブ１２の一般により長い別のセクションが、一端において、モニタリング器具１０の膨張ポート８に結合される。チューブセクション１２は、ニューマチックコネクタ４０において終端する。この例に示されるモニタリング器具は、このほかの機能として、患者のＥＣＧ、心拍及びＣＯ_２のような複数の身体の機能をモニタするものである。患者の最近の血圧測定値が、モニタのディスプレイ６の２番目のラインに示されており、この例では１２０／８０である。一般的な使用において、モニタリング器具は、予め決められた間隔で周期的に測定値を得るようにセットされる。各々の間隔で、モニタリング器具は、上腕の血管が閉塞されるまで、チューブセクション１２、１４を通じてカフ１６を膨張させる。膨張圧力は、正常な血流が戻るまで徐々に放出され、モニタリング器具は、オシロメトリック方法を用いて、膨張サイクルにわたって取得された平均及び他の動脈圧測定値から、収縮期及び拡張期血圧レベルを計算する。測定値は、モニタリング器具によって記録され、記憶され、最も最近の読み取り値が、モニタディスプレイ６に表示される。

本発明の原理により、チューブのセクション１２、１４は、２つの嵌合コネクタ２０及び４０を含むコネクタ１８によって、ニューマチックに結合される。この例ではカフチューブセクション１４の端部に位置する雄型コネクタ２０が、図２の拡大図に示されている。雄型コネクタ２０は、流体開口２４を有するドーム２２を有し、流体開口２４は、ドーム、コネクタの本体３６、そしてホースバーブ２６を通って、コネクタの近位端２８まで、チャネルとして延びる。ドーム２２の目的は、雄型及び雌型コネクタが図１に示されるように互いに接続される場合に、流体開口２４の流体密封接続を形成することである。雄型コネクタの本体３６は、４つの方向において対称ではなく（非対称であり）、すなわち、それは、後述される理由のため正方形でも円形でもない。ホースバーブ２６は、コネクタをチューブに接続するためにバーブ上にはめられるホース又は小口径チューブに対して流体密封接続を提供する。雄型コネクタ２０は、２つのコネクタが互いに結合される場合に雌型コネクタ上のショルダ部と位置合わせされる２つのアーム３０ａ及び３０ｂを有する。アーム３０ａ及び３０ｂのアンダーカットの遠位面３２ａ及び３２ｂは、コネクタの軸方向においてわずかにテーパ形状をなし、それゆえ、２つのコネクタが互いに結合されると、嵌合するアーム及びショルダ部は、雄型及び雌型コネクタを互いにしっかり引っ張り、流体密封の嵌め合いにおいてドーム２２に圧力を加える。アンダーカットの外側の近位面は、２つのコネクタが互いに結合される際に雌型コネクタの嵌合チャネル内を移動するリブ３４ａ及び３４ｂを有する。雄型及び雌型コネクタを互いに接続する際に回転しすぎることを防ぐために、雄型コネクタのリブ３４ａ及び３４ｂは、雄型及び雌型コネクタが互いに十分に係合され結合される際に雌型コネクタの止め部に遭遇する。

雌型コネクタ４０は、図３の拡大図に示されている。雌型コネクタ４０の遠位端（上部）には、キャビティ４２を有するキャビティ拡張部４１があり、キャビティ４２は、雄型コネクタのドーム２２と嵌合するようにサイズ設計され、形作られている。構成される実施形態において、キャビティ４２は、ドーム２２よりわずかに小さく、それゆえ、雄型及び雌型コネクタが互いに結合される場合、ドームはキャビティ内でわずかに圧縮され、これにより良好な流体密封の嵌め合いを提供する。キャビティの底部４４には、雄型及び雌型コネクタが互いに結合される場合に雄型コネクタの流体開口２４と整列する流体開口４４がある。

流体開口４４は、雌型コネクタ４０の本体４６を通り、雌型コネクタの近位端のホースバーブ４８を通って、雌型コネクタの近位端５０まで、チャネルとして延びる。雌型コネクタの本体は、雄型コネクタと同様の軸横断方向の形状を有し、その形状は、この例では概して卵形である。雌型コネクタ４０は、２つのコネクタが互いに結合される場合に雄型コネクタの遠位アーム３０ａ及び３０ｂと位置合わせされるショルダ部５２ａ及び５２ｂを有する。雄型コネクタ２０のアーム３０ａ及び３０ｂは、係合されると、雌型コネクタのアンダーカット５４ａ及び５４ｂにはまる。雌型コネクタのアンダーカット５４ａ及び５４ｂは、同様に、連結時に雄型及び雌型コネクタを互いにしっかり引っ張るようにわずかにテーパ形状をなす。アンダーカット５４ａ及び５４ｂの上方には、チャネル５６ａ及び５６ｂ（図３に見えていない）があり、２つのコネクタが互いに連結される際に雄型コネクタのリブ３４ａ及び３４ｂがチャネル５６ａ及び５６ｂ内を移動する。雄型及び雌型コネクタが十分に係合されると、雄型コネクタのリブ３４ａ及び３４ｂは、チャネルの端部において止め部５８ａ及び５８ｂに遭遇する。

この例において、雄型及び雌型コネクタは更に、雄型及び雌型コネクタが十分に係合される際に触感を提供する任意のデテント機構を有する。この例において、雌型コネクタ４０は、アンダーカット５４ａとチャネル５６ａとの間に、軸方向に延在する小さい溝又はくぼみ６０ａを有する。同様の溝６０ｂ（図３に見えていない）が、雌型コネクタの向こう側のアンダーカット５４ｂとチャネル５６ｂとの間に存在する。２つのコネクタが完全に係合すると、溝６０ａ及び６０ｂは、リブ３４ａ及び３４ｂのすぐ上のアーム３０ａ及び３０ｂのアンダーカットの壁面から延びる小さい突起と係合する。雄型及び雌型コネクタが完全に係合すると、突起は、溝にスナップしてきちんとはまり、かすかな触感又はカチッという音を生成する。触感及び音の一方又は両方が生成されるかどうかは、突起及び溝の設計の特性によって、コネクタの製造者によって制御される。

雄型及び雌型コネクタ２０及び４０は、図４の矢印７０ａ及び７０ｂによって示されるように、ドーム２２がキャビティ４２と軸方向に位置合わせされる状態で、非対称に対向するようにそれらを保持することによって、互いに結合される。雄型コネクタ２０のドーム２２は、雌型コネクタ４０のキャビティ４２に挿入され、２つのコネクタは互いに押される。それから、２つのコネクタは、矢印７２ａ及び７２ｂによって示されるように逆方向に回転される。キャビティ拡張部４１の外側に延びるウィングが、雄型コネクタ２０のアーム３０ａ及び３０ｂのアンダーカットに回転されて入り、アーム３０ａ及び３０ｂが、雌型コネクタ４０のアンダーカット５４ａ及び５４ｂに回転されて入る。アンダーカットのテーパ形状は、２つのコネクタをしっかり引っ張ることを助ける。雄型コネクタ２０のリブ３４ａ及び３４ｂは、リブが雌型コネクタの止め部５８ａ及び５８ｂと接触するまで、雌型コネクタ４０のチャネル５６ａ及び５６ｂを移動される。この時点で、存在する場合にはデテント機構６０、６２が、スナップして互いにきちんとはまり、その設計されたカチッという音又は触感を生成する。２つのコネクタは、現在、流体開口２４、４４が位置合わせされてキャビティ４２内におけるドーム２２の圧縮により密閉された状態で、互いにしっかり連結されている。このように結合されると、２つのコネクタの非対称の形状の本体３６、４６は、図１に示されるように対称的に位置合わせされる。

コネクタは、好適には注入モールディングによって、好適にはポリマ材料で形成される。構成される実施形態において、雄型コネクタは、ナイロンで作られ、雌型コネクタは、ポリスルホンで作られたが、代替の材料が、一方又は両方のコネクタについて使用されてもよい。構成される実現例において、圧力カフ１６に取り付けられる雄型コネクタ２０は、雌型コネクタ４０よりわずかに柔軟性のある材料で形成される。この材料の違いは、雄型コネクタのドーム２２が、雌型コネクタのより剛性のキャビティ４２に嵌め込まれる場合によりよく圧縮することを可能にし、アーム３０ａ、３０ｂが、アーム３０のアンダーカット及び雌型コネクタのアンダーカット５４ａ、５４ｂのテーパ構造の圧力下でわずかに圧縮することを可能にする。コネクタの繰り返される接続及び分離は、デテント機構の小さい突起の磨耗を引き起こすことがありえ、この磨耗は、雄型コネクタがより柔軟性のある材料で作られる場合により生じやすいことが分かっている。しかしながら、図１の例において、圧力カフ１６、そのホースライン１４及びその雄型コネクタ２０は、使い捨て可能な部品であり、モニタリング器具１０用のホースライン１２及びその雌型コネクタ４０は、再使用可能である。従って、雄型コネクタ２０の磨耗は、患者によるその利用が中断された後はその部分が捨てられるので、この例ではあまり重要でない。それに対応して、より硬い材料の雌型コネクタの摩耗は無視できるほどであり、繰り返される接続及び分離を伴うその使用可能な寿命は、材料の違いによって延長される。

Claims (12)

1. チューブ用の流体コネクタ装置であって、
   雄型コネクタの遠位端におけるドーム、前記ドーム及び前記雄型コネクタの本体を通って前記雄型コネクタの近位端まで延在する流体チャネルとしての第１の流体開口、並びに前記雄型コネクタを雌型コネクタに結合するための第１の結合構造、を具える雄型コネクタと、
   前記雄型コネクタの前記ドームと嵌合するようにサイズ設計され形作られた、遠位端におけるキャビティ、前記キャビティから前記雌型コネクタの本体を通って前記雌型コネクタの近位端まで延在する流体チャネルとしての第２の流体開口、及び前記雄型コネクタに前記雌型コネクタを結合するための第２の結合構造、を具え、前記キャビティが前記ドームより小さく形成されている、雌型コネクタと、
   を有し、
   前記雄型及び前記雌型コネクタの前記第１及び前記第２の流体開口は、前記雄型及び前記雌型コネクタが互いに回転され結合される場合、連続する流体チャネルを形成し、
   前記結合構造のうち一方は、一対の伸張したアームを有し、前記結合構造のうち他方は、一対のアンダーカットを有し、前記雄型及び前記雌型コネクタが互いに回転され結合される場合、前記アームが、前記アンダーカットにはまり、
   前記アーム及び前記アンダーカットの少なくとも一方は、前記雄型及び前記雌型コネクタが互いに回転され結合される場合にぴったりした嵌め合いを提供するようにテーパ形状をなし、前記雄型及び前記雌型コネクタが互いに回転され結合される場合、前記第１及び前記第２の流体開口が整列されるとともに、前記アーム及び前記アンダーカットの前記ぴったりした嵌め合いが、前記キャビティ内に入る前記ドームの圧縮を生じさせて、前記第１及び前記第２の流体開口の流体密封接続を提供する、流体コネクタ装置。
2. 前記雄型コネクタの前記近位端に位置する第１のホースバーブと、
   前記雌型コネクタの前記近位端に位置する第２のホースバーブと、
   を更に有し、各コネクタの前記流体チャネルは、前記ホースバーブを通って延在する、請求項１に記載の流体コネクタ装置。
3. 前記雄型コネクタの前記ホースバーブに結合される第１の端部を具える第１のチューブセクションと、
   前記雌型コネクタの前記ホースバーブに結合される第１の端部を具える第２のチューブセクションと、
   を更に有する、請求項２に記載の流体コネクタ装置。
4. 前記チューブセクションのうち一方の第２の端部に結合される血圧カフと、
   前記チューブセクションのうち他方の第２の端部に結合される医用器具と、
   を更に有する、請求項３に記載の流体コネクタ装置。
5. 前記医用器具は、非侵襲の血圧モニタを有する、請求項４に記載の流体コネクタ装置。
6. 前記アーム及び前記アンダーカットは、前記ドームを前記キャビティに挿入し、少なくとも一方のコネクタを他方のコネクタに対して軸回転させることによって、係合される、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の流体コネクタ装置。
7. 前記雄型及び前記雌型コネクタは、前記ドームを前記キャビティに挿入し、少なくとも一方のコネクタを他方のコネクタに対して軸回転させることによって、互いに結合される、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の流体コネクタ装置。
8. 前記雄型及び前記雌型コネクタは、前記コネクタが連結されるが十分に回転されない場合、互いに非対称の関係を示し、前記コネクタが連結されて十分に結合される状態まで回転される場合、互いに対称の関係を示す、請求項７に記載の流体コネクタ装置。
9. 前記結合構造のうち一方は、一対のリブを有し、
   前記結合構造のうち他方は、一対のチャネルを有し、
   前記リブは、前記雄型及び前記雌型コネクタが互いに結合される際に前記チャネルに位置付けられる、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の流体コネクタ装置。
10. 前記ドームが前記キャビティに挿入され、前記コネクタのうち少なくとも一方が、他方のコネクタに対して回転される際、前記リブは、前記チャネルを通って、前記チャネルの端部の止め部まで移動される、請求項９に記載の流体コネクタ装置。
11. 前記雄型及び雌型コネクタが互いに結合される際に音及び／又は触感を生成するデテント機構を更に有する、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の流体コネクタ装置。
12. 前記デテント機構は、前記コネクタのうち一方に位置するくぼみと、前記コネクタのうち他方に位置する突起とを更に有し、
    前記突起は、前記雄型及び前記雌型コネクタが互いに結合される場合に前記くぼみと嵌合するように位置合わせされる、請求項１１に記載の流体コネクタ装置。

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