KR19990022649A - Fluid heating system that heats the fluid before delivering it to the patient - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유체를 환자에게 전달하기 전에 유체를 정상온도로 가열하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 일 실시예에 있어서, 환자에게 전달하기전에 가열될 유체는 유체 전달라인에 배치된 중합 병류구조를 통해 이동될 수있다. 유체를 가열하는 전기 저항성 가열소자는 실온 또는 대기 저장온도의 유체를 환자의 정상 또는 신체온도로 가열하기 위해 병류구조내에 주형될 수있다. 온도감시수단의 프로브는 병류구조로부터 배출되는 유체의 온도를 감시하기 위해 사용될 수있다. 다른 실시예에 있어서, 이 정보는 가열소자로 공급되는 파워를 제어하여 유체의 온도를 제어하는 제어기에 중계될 수있다. 또 다른 실시예에 있어서, 적외선 온도센서는 병류구조의 배출구 또는 유체라인에 배치된 윈도우를 통해 주사하여 병류구조에서 배출되는 유체의 온도를 감시하기위해 사용될 수있다.The present invention is directed to an apparatus and method for heating a fluid to normal temperature prior to delivering the fluid to a patient. In one embodiment, the fluid to be heated prior to delivery to the patient may be moved through a polymerization co-current disposed in the fluid delivery line. An electrically resistive heating element for heating a fluid may be molded in a cocurrent structure to heat the fluid at room or atmospheric storage temperature to the patient's normal or body temperature. The probe of the temperature monitoring means can be used to monitor the temperature of the fluid exiting the cocurrent structure. In another embodiment, this information may be relayed to a controller that controls the temperature of the fluid by controlling the power supplied to the heating element. In another embodiment, an infrared temperature sensor can be used to monitor the temperature of the fluid exiting the cocurrent structure by scanning through a window disposed in the outlet of the cocurrent structure or a fluid line.
Description
환자에게 전달하기 위한 수혈, 주입액 또는 관주유체를 가열할 때 부딪치는 전형적인 한 문제점은 상기 유체가 전형적으로 한자의 신체 온도보다 훨씬낮은 실온에서 저장된다는 것이다. 환자에게 저온 유체를 주입하면, 환자가 충격 또는 다른 형태의 외상을 당할 수있다. 그러나, 다량의 가열된 유체의 보관은 에너지 비용면에서 불필요하게 비싸다. 더욱이, 가열된 유체의 보관에 관련된 온도 제어는 유체가 보관소로부터 환자에게 전달되는 동안 유체의 온도가 일정하게 유지되어야 하기 때문에 중요한 문제이다.One typical problem encountered when heating a transfusion, infusion or irrigation fluid for delivery to a patient is that the fluid is typically stored at room temperature much lower than the Chinese character's body temperature. Injecting cold fluid into a patient may result in a shock or other form of trauma. However, the storage of large amounts of heated fluid is unnecessarily expensive in terms of energy costs. Moreover, temperature control related to the storage of heated fluid is an important issue because the temperature of the fluid must be kept constant while the fluid is transferred from the reservoir to the patient.
유체를 환자에게 전달하기전에 전달할때마다 유체를 가열하기 위해 다양한 기술(예를 들어, Van Leerdam에 의한 미합중국 특허 제 4,906,816호, Bakke에 의한 미합중국 특허 제 4,847,470호 및 Shah 등에 의한 미합중국 특허 제 4,532,414호 참조)이 사용되었다. 전형적으로, 가열될 유체를 포함하는 가방 또는 도관은 밀봉체 내측에 배치될 수있다. 밀봉체 내측에 포함된 가열판은 유체 용기와 압착될 수있다. 전류는 가열판이 유체 용기를 가열하도록 가열판에 공급된다. 적정 가열이 달성될 때 유체 용기는 밀봉체로부터 꺼내질 수있으며, 가열된 유체는 신체에 전달될 수있다.See various techniques for heating the fluid before delivery to the patient (see, for example, US Pat. No. 4,906,816 to Van Leerdam, US Pat. No. 4,847,470 to Bakke and US Pat. No. 4,532,414 to Shah et al.). ) Was used. Typically, a bag or conduit containing the fluid to be heated may be disposed inside the seal. The heating plate included inside the seal may be compressed with the fluid container. Current is supplied to the heating plate such that the heating plate heats the fluid container. The fluid container may be taken out of the seal when proper heating is achieved, and the heated fluid may be delivered to the body.
그러나, 이러한 장치는, 오퍼레이터가 유체 용기를 밀봉체내에 집어넣은 다음, 이 유체 용기를 가열판에 압착시키고, 유체가 신체에 전달되기 전에 밀봉체로부터 유체용기를 꺼내는 단계를 필요로 하기때문에 복잡 및 불편할 수있다. 더욱이, 이와같은 장치의 온도 감시는 제한될 수있다. 이는 장치가 전형적으로 유체 용기 및/또는 가열 소자의 온도만을 측정하기 때문이다.However, such a device is complicated and inconvenient because it requires the operator to insert the fluid container into the seal, then press the fluid container onto the heating plate, and remove the fluid container from the seal before the fluid is delivered to the body. Can be. Moreover, temperature monitoring of such devices can be limited. This is because the device typically only measures the temperature of the fluid container and / or heating element.
환자에게 유체를 전달하기 전에 전달할때마다 유체를 가열하기 위한 다른 여러 기술(Semm에 의한 미합중국 특허 제 5,362,310호, Foucras에 의한 미합중국 특허 제 4,038,519호 및 1935년에 허여된 Goldstein에 의한 미합중국 특허 제 1,995,302호 참조)이 사용되었다. 전형적으로, 가열 와이어는 튜브 또는 호스의 벽 둘레에 또는 벽 내측에 감겨질 수있다. 그러나, 이러한 기술은 유체온도의 적정 변화를 달성하기 위해서 긴 가열시간 및/또는 긴 가열 튜브를 필요로한다. 이는 감겨진 가열 와이어가 효율적인 열전달을 제공하지 않기 때문이다. 더욱이, 이러한 장치의 온도감시는 제한되는데, 이는 장치가 전형적으로 가열 호스의 온도를 측정하기 때문이다.Several other techniques for heating the fluid before delivery to the patient (US Pat. No. 5,362,310 by Semm, US Pat. No. 4,038,519 by Foucras and US Pat. No. 1,995,302 by Goldstein, 1935). Is used). Typically, the heating wire may be wound around or inside the wall of the tube or hose. However, this technique requires a long heating time and / or a long heating tube to achieve a proper change in fluid temperature. This is because the wound heating wire does not provide efficient heat transfer. Moreover, temperature monitoring of such devices is limited because the device typically measures the temperature of the heating hose.
따라서, 특히 수혈 및/또는 관주목적을 위해 유체를 가열하는 장치 및 방법의 필요성이 제기되었다.Accordingly, there is a need for an apparatus and method of heating a fluid, particularly for transfusion and / or irrigation purposes.
본 발명은 유체 가열, 특히 환자에게 전달하기 위한 유체를 가열하는 분야에 관한 것이다.The present invention relates to the field of fluid heating, especially for heating fluids for delivery to a patient.
도 1A는 중력 공급 유체 전달라인에 배치된 챔버를 포함하는 본 발명의 병류구조에 대한 개략도.1A is a schematic diagram of a co-current arrangement of the present invention including a chamber disposed in a gravity feed fluid delivery line.
도 1B는 기계적으로 공급되는 유체 전달라인에 배치된 본 발명의 챔버 병류구조의 개략도.1B is a schematic representation of the chamber co-current arrangement of the present invention disposed in a mechanically supplied fluid delivery line.
도 2A는 디스크형 챔버 병류구조의 평면도.2A is a plan view of a disk-shaped chamber cocurrent structure.
도 2B는 병류구조의 한 측벽상에 배치된 가열소자를 가진 챔버 병류구조의 측단면도.2B is a side cross-sectional view of a chamber cocurrent structure with heating elements disposed on one sidewall of the cocurrent structure.
도 3은 병류구조의 중심벽상에 배치된 가열소자를 가진 챔버 병류구조의 측단면도.3 is a cross-sectional side view of a chamber cocurrent structure with heating elements disposed on the central wall of the cocurrent structure;
도 4는 비제한 래비린드용 수평 배플을 가진 디스크형 병류구조의 평면도,4 is a plan view of a disk-like cocurrent structure with a horizontal baffle for unrestricted labyrinth;
도 5는 제한된 래비린드 유동경로용 경사 배플을 가진 직사각형 병류구조의 평면도.FIG. 5 is a plan view of a rectangular cocurrent structure with warp baffles for a restricted labyrinth flow path. FIG.
도 6은 본 발명에 따른 가열소자로써 사용하는 에칭된 금속 포일 레지스터를 나타낸 도면.6 shows an etched metal foil resistor for use as a heating element in accordance with the present invention.
도 7은 본 발명에 따른 가열소자로써 사용하는 탄소분산 레지스터를 나타낸 도면.7 is a view showing a carbon dispersion resistor used as a heating element according to the present invention.
도 8은 본 발명에 따른 가열소자로써 사용하는 다이-커트 레지스터를 나타낸 도면.8 shows a die-cut resistor for use as a heating element in accordance with the present invention.
도 9A는 수직 지지 폴상에 장착된 챔버 병류 구조를 포함하는 본 발명의 시스템에 대한 사시도.9A is a perspective view of a system of the present invention that includes a chamber cocurrent structure mounted on a vertical support pole.
도 9B는 본 발명에 따른 시스템의 챔버 병류 구조에 부착할 수 있는 제어기의 정면도.9B is a front view of a controller attachable to a chamber cocurrent structure of a system according to the present invention.
도 9C는 도 9B의 제어기에 대한 배면도.9C is a back view of the controller of FIG. 9B.
도 10은 적외선 온도 센서를 사용하여 온도 및 파워를 감시 및 제어하는 챔버 병류구조를 포함하는 본 발명의 시스템에 대한 내부 회로루프를 도시한 개략도.10 is a schematic diagram illustrating an internal circuit loop for a system of the present invention that includes a chamber co-current structure for monitoring and controlling temperature and power using an infrared temperature sensor.
도 11은 중력공급 유체 전달라인을 포함하는 본 발명의 다른 병류구조의 개략도.11 is a schematic representation of another cocurrent structure of the present invention including a gravity feed fluid delivery line.
도 12A는 도 11의 관형 병류구조의 상세도.12A is a detail of the tubular cocurrent structure of FIG. 11.
도 13은 관형 병류구조의 중심에 배치된 가열소자를 가진 본 발명의 또 다른 관형 병류구조의 단면도.13 is a cross-sectional view of another tubular cocurrent structure of the present invention with a heating element disposed in the center of the tubular cocurrent structure.
도 14A는 수직 지지 폴상에 장착된 관형 병류 구조를 포함하는 본 발명의 시스템에 대한 사시도.14A is a perspective view of a system of the present invention that includes a tubular cocurrent structure mounted on a vertical support pole.
도 14B는 도 14A에 도시된 관형 병류구조를 가진 시스템의 제어기에 대한 정면도.FIG. 14B is a front view of the controller of the system with the tubular cocurrent structure shown in FIG. 14A.
제 14C는 도 14A의 제어기에 대한 후면도.14C is a rear view of the controller of FIG. 14A.
도 15는 적외선 온도 센서를 사용하여 온도 및 파워를 감시 및 제어하는 관형 병류구조를 포함하는 본 발명의 시스템에 대한 내부회로 루프를 도시한 개략도.15 is a schematic diagram illustrating an internal circuit loop for a system of the present invention that includes a tubular cocurrent structure that monitors and controls temperature and power using an infrared temperature sensor.
유체를 환자에게 전달하기 전에 정상온도로 유체를 가열하기 위한 장치 및 방법이 기술된다. 본 발명은 전기 저항성 가열소자가 병류 구조(flow-through structure)내에 주형될 수 있다는 인식에 기초하는데, 이 병류 구조는 신체에 유체를 전달하기 전에 정상온도로 유체를 가열하는 유동-라인에 삽입될 수있다. 여기에서 사용되는 용어 “정상 온도”는 약 34℃ 내지 45℃의 안정 신체온도를 포함한다.An apparatus and method are described for heating a fluid to normal temperature prior to delivering the fluid to a patient. The present invention is based on the recognition that an electrically resistive heating element can be molded in a flow-through structure, which is inserted into a flow-line that heats the fluid to normal temperature before delivering the fluid to the body. Can be. As used herein, the term “normal temperature” includes a stable body temperature of about 34 ° C. to 45 ° C.
본 발명의 일실시예에 있어서, 환자에게 전달되기전에 가열될 유체는 전달 유체 유동라인에 배치된 중합 병류구조를 통해 이동될 수있다. 유체를 가열하기 위한 전기 저항성 가열소자는 병류구조내에 주형된다. 다른 실시예에 있어서, 서미스터와 같은 온도감시 소자는 유체의 온도를 감시하기 위해 사용될 수있다. 다른 실시예에 있어서, 서미스터 프로브는 배출구 유체온도를 측정하기 위해서 병류 구조에서 배출되는 유체 흐름에 직접 삽입될 수있다.In one embodiment of the present invention, the fluid to be heated prior to delivery to the patient may be moved through a polymerization co-current arrangement disposed in the delivery fluid flow line. An electrically resistive heating element for heating the fluid is molded in a cocurrent structure. In another embodiment, a temperature monitoring element, such as a thermistor, can be used to monitor the temperature of the fluid. In another embodiment, the thermistor probe may be inserted directly into the fluid stream exiting the cocurrent structure to measure the outlet fluid temperature.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 병류구조는 챔버로 구성될 수있다. 챔버는 일회용 셀로 더 구성될 수있다. 가열소자는 유체가 최대 가열 효율을 위해 가열소자의 양측상에서 유동될 수있도록 챔버내의 중심벽내에 삽입될 수있다. 선택적으로, 가열소자는 챔버 측벽의 한 측면 또는 양측면내에 삽입될 수있다. 챔버는 가열의 균일성을 최적화하기 위해(난류 유동 흐름을 발생시킴으로써) 제한된 래비린드 유동 경로를 제공하는 배플을 포함할 수있다. 선택적으로, 챔버는 완전히 제한되지 않은 유동경로를 제공할 수있으며, 또는 비제한 래비린드 유동경로를 제공하는 배플을 포함할 수있다.In another embodiment of the present invention, the cocurrent structure may consist of a chamber. The chamber may be further composed of a disposable cell. The heating element can be inserted into the center wall in the chamber so that fluid can flow on both sides of the heating element for maximum heating efficiency. Optionally, the heating element can be inserted in one or both sides of the chamber side wall. The chamber may include a baffle that provides a restricted labyrinth flow path to optimize the uniformity of heating (by generating a turbulent flow flow). Optionally, the chamber may provide a flow path that is not fully constrained, or may include a baffle that provides an unrestricted labyrinth flow path.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 병류 구조는 병류 배관으로 구성될 수있다. 배관은 일회용일 수있다. 가열소자는 튜브벽의 외측을 따라, 관형 벽의 중심에, 또는 튜브벽의 내부 유체측을 따라 배치될 수있다.In another embodiment of the present invention, the cocurrent structure may be comprised of cocurrent piping. Tubing may be disposable. The heating element can be arranged along the outside of the tube wall, at the center of the tubular wall, or along the inner fluid side of the tube wall.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 병류구조는 약 10ml/min 내지 약 1000ml/min의 유체 유동량을 가질 수있다. 유체는 중력 및 기계적인 수단에 의해 병류 구조내로 유동될 수있다. 생체 기관과 잘 조합하는 보호층은 가열소자 및 유체사이에 배치될 수있다. 가요성 절연재료는 가열손실을 감소시키기 위해서 가열소자의 일부분 또는 병류구조를 둘러싸도록 배치될 수있다. 가요성 배관은 양립가능한 병류 구조로부터 그리고 이 병류 구조로 유체를 전달하기 위해 사용될 수있다.In another embodiment of the present invention, the cocurrent structure may have a fluid flow rate of about 10 ml / min to about 1000 ml / min. The fluid can flow into the cocurrent structure by gravity and mechanical means. A protective layer in combination with the living organs can be disposed between the heating element and the fluid. The flexible insulating material may be arranged to surround a part or parallel structure of the heating element in order to reduce heating loss. Flexible tubing can be used to transfer fluid from and into a compatible cocurrent structure.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 전기 저항성 가열소자는 에칭된 금속포일, 탄소분산 레지스터 또는 다이-커트(dye-cut) 레지스터를 포함할 수있으나, 이에 제한되지 않는다. 가열소자는 적어도 약 50와트의 용량을 가질 수있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 가열 소자는 유체 보관온도이상 최대 약 50℃로 유체를 가열할 수있다.In another embodiment of the present invention, the electrically resistive heating element may include, but is not limited to, an etched metal foil, a carbon dissipation resistor, or a die-cut resistor. The heating element may have a capacity of at least about 50 watts. In one embodiment of the invention, the heating element may heat the fluid to a maximum of about 50 ° C. above the fluid storage temperature.
본 발명의 다른 특징에 있어서, 중합 병류 구조, 전기 저항성 가열소자, 외부 제어기를 포함하는 시스템은 환자에게 전달하기 전에 유체를 가열시키기 위해 사용될 수있다. 제어기는 패드를 가진 전기 접속소자와 병류구조상에 배치된 다른 전기 접속소자를 통해 가열소자에 공급되는 파워를 제어할 수있다. 이 시스템은 전기 접속소자를 수용하기 위해 병류구조에 제어기를 부착하는 부착 메커니즘을 포함할 수도 있다. 더욱이, 시스템은 지지 폴에 제어기를 장착하기 위한 장착 메커니즘을 포함할 수있다. 병류구조는 챔버 또는 튜브로 구성될 수있다.In another aspect of the invention, a system comprising a polymerization cocurrent structure, an electrically resistive heating element, an external controller can be used to heat the fluid prior to delivery to the patient. The controller can control the power supplied to the heating element through the electrical contact element with the pad and the other electrical contact element disposed on the parallel structure. The system may include an attachment mechanism that attaches the controller to the cocurrent structure to receive the electrical contact elements. Moreover, the system can include a mounting mechanism for mounting the controller to the support pawl. The cocurrent structure may consist of a chamber or a tube.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 유체의 온도는 시스템의 동작중에 감시될 수있다. 일 실시예에 있어서, 온도 센서는 유체 유동경로내에 배치될 수있다. 선택적으로, 가열소자의 온도는 감시될 수있다. 예를들어, 가열회로의 전기 저항은 감시될 수있으며, 가열소자의 온도를 간접적으로 계산한 다음 유체의 온도를 계산하기 위해 사용될 수있다.In another embodiment of the present invention, the temperature of the fluid can be monitored during operation of the system. In one embodiment, the temperature sensor may be disposed within the fluid flow path. Optionally, the temperature of the heating element can be monitored. For example, the electrical resistance of the heating circuit can be monitored and used to indirectly calculate the temperature of the heating element and then to calculate the temperature of the fluid.
온도감시 소자 및/또는 저항 센서는 병류 구조내에 통합될 수있으나, 가열소자로부터 물리적으로 분리될 수있다. 선택적으로, 온도감시소자 및/또는 저항센서는 제어기상에 통합될 수있다.The temperature monitoring element and / or the resistance sensor may be integrated in the cocurrent structure, but may be physically separated from the heating element. Optionally, temperature monitoring elements and / or resistance sensors can be integrated on the controller.
시스템은 본 발명의 동작을 용이하고 안전하기 하기 위하여 다수의 동작 안전 및 제어 특성을 가진다. 시스템은 파워를 자동적으로 차단하는 파워 차단회로 루프 및/또는 오류의 발생을 알리는 알람을 가질 수있다. 오류는 유체의 배출온도, 가열소자의 저항 및/또는 소정치를 초과하는 유체 저항을 포함할 수 있다. 더욱이, 병류 구조의 배출구 또는 유체라인에 배치된 윈도우를 통해 배출 유체온도를 감지하는 제어기상에 배치된 적외선 온도센서에 의해 온도가 추가로 감시 및 제어된다. 시스템은 온도를 시각적으로 용이하게 감시하기 위해서 배출 유체온도의 LED 2-디지트 디스플레이를 구비할 수있다. 더욱이, 시스템은 소정의 적정 배출 유체온도가 달성되었는지의 여부를 지시하는 하나 이상의 광을 가질 수있다.The system has a number of operational safety and control features to facilitate and safe the operation of the present invention. The system may have a power interrupter loop that automatically shuts off power and / or an alarm to indicate the occurrence of a fault. Errors can include discharge temperature of the fluid, resistance of the heating element and / or fluid resistance above a predetermined value. Moreover, the temperature is further monitored and controlled by an infrared temperature sensor disposed on a controller that senses the discharge fluid temperature through a window disposed in the outlet or co-flow line of the cocurrent structure. The system may be equipped with an LED two-digit display of discharge fluid temperature to facilitate visual monitoring of the temperature. Moreover, the system may have one or more lights indicating whether a given proper discharge fluid temperature has been achieved.
본 발명의 동작의 단순성 및 안정성과 유체온도의 정밀한 측정때문에, 본 발명은 종래 생물학적 유체 가열 시스템, 특히 종래 관주 유체 가열 시스템에 비해 현저한 효과를 가진다.Because of the simplicity and stability of the operation of the present invention and the precise measurement of fluid temperature, the present invention has a significant effect over conventional biological fluid heating systems, in particular conventional irrigation fluid heating systems.
본 발명은 환자에게 유체를 전달하기전에 전달할때마다 유체를 정상온도로 가열하는 중합 병류구조내에 주형된 전기 저항성 가열소자를 제공한다. 도 1A는 유체 소스(8)와 관련하여 배치된 챔버(12)로 이루어진 병류구조(6)와; 두 개의 IV 배그 스파이크(14), Y 커넥터(6), 챔버(12)의 입력단에 접속된 중력공급 유체라인(18), 챔버의 출력단에 접속된 유체라인(20) 및 유체(8)를 환자에게 전달하기 위한 관주기 또는 IV라인과 같은 장치에 유체라인(20)을 접속하는 역병 접속기(22)로 이루어진 유체 전달라인을 포함하는 본 발명의 장치에 대한 사시도를 도시한다. 선택적으로, 본 발명의 장치에 입력되는 유체는 도 1B에 도시된 바와같이 기계적인 수단(24)에 의해 전달될 수있다.The present invention provides an electrically resistive heating element molded into a polymerized cocurrent structure that heats the fluid to normal temperature each time before delivery to the patient. 1A shows a co-current structure 6 consisting of a chamber 12 disposed in relation to a fluid source 8; Two IV bag spikes 14, a Y connector 6, a gravity supply fluid line 18 connected to the input of the chamber 12, a fluid line 20 connected to the output of the chamber and the fluid 8 A perspective view of a device of the present invention is shown that includes a fluid delivery line consisting of a late blight connector 22 that connects the fluid line 20 to a device such as a tubular or IV line for delivery to a blood vessel. Alternatively, fluid entering the device of the present invention may be delivered by mechanical means 24 as shown in FIG. 1B.
도 2A는 전기 저항성 가열소자(26), 인입구(28) 및 배출구(30)를 가진 챔버 병류 구조(12)의 내부 정면도를 도시한다. 유체 인입구(28)는 유체를 챔버 병류 구조(12)의 하부에 전달하며, 유체 배출구(30)는 유체가 병류구조의 상부로부터 배출되도록 하여 챔버의 주입동안 공기의 누출을 용이하게 한다. 챔버 병류 구조(12)의 내부 측면도인 도 2B는 유체가 전기 저항성 가열소자(26)의 한 측면을 따라 유동하도록 챔버 병류구조(12)의 측벽(32)상에 배치된 전기 저항성 가열소자(26)를 도시한다. 서미스터 또는 열결합기와 같은 온도감시 소자(34)는 배출구(30)로부터 배출되는 유체(20)의 온도를 감시하기 위해 사용될 수있다. 온도 감시소자(34)의 프로브(36)는 배출 유체온도를 측정하기 위해 챔버 병류구조(12)의 배출 라인인 유체라인(20)내에 직접 삽입될 수있다. 저항 센서(38)는 챔버 병류구조(12)내에 통합될 수있으나, 유체온도를 측정하기 위해 가열소자로부터 물리적으로 분리될 수 있다. 액체 검출센서(11)는 챔버 병류구조의 저항을 측정하기 위해 사용될 수있다.2A shows an internal front view of the chamber cocurrent structure 12 having an electrically resistive heating element 26, an inlet 28, and an outlet 30. The fluid inlet 28 delivers fluid to the bottom of the chamber co-flow structure 12, and the fluid outlet 30 allows fluid to exit from the top of the co-flow structure to facilitate leakage of air during injection of the chamber. 2B, an interior side view of the chamber cocurrent structure 12, shows an electrically resistive heating element 26 disposed on the sidewall 32 of the chamber cocurrent structure 12 such that fluid flows along one side of the electrical resistive heating element 26. ). Temperature monitoring elements 34, such as thermistors or thermal couplers, can be used to monitor the temperature of the fluid 20 exiting the outlet 30. The probe 36 of the temperature monitoring element 34 may be inserted directly into the fluid line 20, which is the discharge line of the chamber co-current structure 12 to measure the discharge fluid temperature. The resistance sensor 38 may be integrated into the chamber co-current structure 12 but may be physically separated from the heating element to measure the fluid temperature. The liquid detection sensor 11 can be used to measure the resistance of the chamber cocurrent structure.
챔버 병류구조(12)는 약 10ml/min 내지 약 1000ml/min의 유체 유동량을 가진 일회용 셀로 구성될 수있다. 챔버 병류구조(12)는 FDA에 의해 허용된 의학용 열가소성 물질(예를들어, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 나일론 또는 PVC)을 이용하는 사출성형법과 같은 여러 공지된 방법에 의해 제조될 수있다. 챔버 병류구조는 여러 모양으로 만들어질 수있으며, 도 1A 및 도 2A에 도시된 직사각형 및 디스크형 병류 구조는 각각 실시예로써만 기술된다.The chamber co-current structure 12 may be comprised of a disposable cell having a fluid flow rate of about 10 ml / min to about 1000 ml / min. The chamber co-current structure 12 can be manufactured by a number of known methods, such as injection molding using FDA-approved medical thermoplastics (eg, polypropylene, polyethylene, nylon, or PVC). The chamber co-current structure can be made in various shapes, and the rectangular and disc-like co-current structures shown in FIGS. 1A and 2A are described only as examples, respectively.
도 2A가 챔버 측벽(32)에 삽입된 가열소자(26)를 도시할지라도, 가열소자(26)는 챔버 측벽(32, 40)중 어느 하나(또는 둘다)에 삽입될 수있다. 선택적으로, 도 3은, 가열소자(26)가 챔버 병류 구조(12)의 중심벽(42)에 삽입되어 최대 가열 효율을 위해 유체가 가열소자(26)의 양 측면상에 흐르는 것을 도시한다. 가열소자(26)는 가열기의 작동온도에서 용해되거나 변쇠되는 열적 특성을 가진 폴리이미드 또는 폴리에스테르와 같은 적층재료로 이루어진 두 층(48)사이에 포함될 수있다. 더욱이, 도 3은 유체로의 열전달을 막지 않는 생물학적 양립성 보호층(44)이 가열소자의 적어도 한 부분과 유체사이에 배치될 수 있는 것을 도시한다. 다시, 이 층(44)은 높은 열 전도성을 갖는 임의의 생물학적 양립성 재료(예를들어, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 나일론 또는 PVC)로 만들어질 수있다. 이 층은 플라즈마 코팅 공정에 의해 가열소자에 제공될 수있다. 도 3은 절연재료(46)가 열손실을 줄이기 위해 가열소자(26)의 외부표면중 적어도 한 부분 또는 챔버 병류구조를 둘러싸도록 배치될 수 있는 것을 도시한다.Although FIG. 2A shows the heating element 26 inserted into the chamber sidewall 32, the heating element 26 may be inserted into either (or both) of the chamber sidewalls 32, 40. Optionally, FIG. 3 shows that a heating element 26 is inserted into the center wall 42 of the chamber co-current structure 12 such that fluid flows on both sides of the heating element 26 for maximum heating efficiency. The heating element 26 may be included between two layers 48 made of a laminate material such as polyimide or polyester having thermal properties that dissolve or degenerate at the operating temperature of the heater. Moreover, FIG. 3 shows that a biologically compatible protective layer 44 that does not prevent heat transfer to the fluid may be disposed between at least one portion of the heating element and the fluid. Again, this layer 44 can be made of any biologically compatible material (eg, polypropylene, polyethylene, nylon or PVC) with high thermal conductivity. This layer can be provided to the heating element by a plasma coating process. 3 shows that the insulating material 46 may be arranged to surround at least a portion of the outer surface of the heating element 26 or the chamber co-current structure to reduce heat loss.
도 4는 수평 배플(50)이 비제한 래비린드 유동경로(52)를 형성하기 위해 챔버 병류구조(12)에 삽입될 수 있는 것을 도시한다. 비제한 래비린드 유동경로(52)는 유체가 챔버 병류구조(12)를 관통하여 흐르지 않도록 하나, 동시에 단일 제한 유동경로로의 유동을 제한하지 않는다. 배플 및 챔버벽사이의 갭(54)은 유동하는 유체가 코너둘레에 충돌할 때 일반적으로 발생하는 유체 데드 스폿(dead spot) 또는 에디를 제거한다. 도 5는 제한된 래비린드 유동경로(58)를 형성하는 경사 배플(56)을 가진 챔버 병류구조(12)를 도시한다. 제한된 래비린드 유동경로(58)에서, 경사 배플(56)은 유체가 한정된 래비린드 경로로 유동하도록 한다. 비제한 래비린드 유동경로에서 처럼, 경사 배플(56) 및 챔버 병류구조사이의 갭(60)은 유동하는 유체가 코너에 충돌할 때 일반적으로 발생하는 유체 데드 스폿 또는 데이를 제거한다. 더욱이, 경사 배플(56)은 프레이밍 공정동안 공기의 방출을 용이하게 한다.4 shows that a horizontal baffle 50 can be inserted into the chamber co-current structure 12 to form an unrestricted labyrinth flowpath 52. Unrestricted labyrinth flowpath 52 does not allow fluid to flow through chamber co-current 12, but at the same time does not restrict flow in a single confined flowpath. The gap 54 between the baffle and the chamber wall eliminates fluid dead spots or eddies that typically occur when the flowing fluid impinges around the corners. 5 shows a chamber co-flow structure 12 with an inclined baffle 56 forming a restricted labyrinth flow path 58. In the restricted labyrinth flowpath 58, the warp baffle 56 allows the fluid to flow in a constrained labyrinth path. As in the non-limiting labyrinth flowpath, the gap 60 between the warp baffle 56 and the chamber co-current structure eliminates fluid dead spots or days that typically occur when the flowing fluid impinges on the corners. Moreover, the warp baffle 56 facilitates the release of air during the framing process.
전기 저항성 가열소자(26)는 공급된 전류에 응답하여 가열되는 컨덕터로 만들어진다. 이 가열소자(26)는 도 6에 도시된 에칭된 금속 포일(62), 도 7에 도시된 탄소 분산 레지스터(64) 또는 도 8에 도시된 다이-커트 레지스터(66)를 포함할 수있으나, 이에 제한되지 않는다. 다른 가열소자의 형상은 병류구조의 형상에 따라 사용될 수있다. 이 가열소자는 적어도 약 50와트의 용량을 가질 수있다. 이 파워 요구는 다양한 저항/전압/전류 구조로 달성될 수있다. 가열소자의 면적은 약 15cm2내지 600cm2일 수있다. 본 발명의 일실시예에 있어서, 가열소자는 유체의 저장온도이상 최대 약 50℃로 유체를 가열할 수있다.The electrically resistive heating element 26 is made of a conductor which is heated in response to the supplied current. This heating element 26 may comprise an etched metal foil 62 shown in FIG. 6, a carbon dissipation resistor 64 shown in FIG. 7, or a die-cut resistor 66 shown in FIG. 8. This is not restrictive. The shape of other heating elements can be used depending on the shape of the cocurrent structure. This heating element may have a capacity of at least about 50 watts. This power requirement can be achieved with various resistance / voltage / current structures. The area of the heating elements may be from about 15cm 2 to about 600cm 2. In one embodiment of the present invention, the heating element may heat the fluid up to about 50 ° C. above the storage temperature of the fluid.
본 발명은 환자에게 유체를 전달하기전에 유체를 가열하기 위해서, 중합 병류구조, 전기 저항성 가열소자, 외부 제어기를 포함하는 시스템을 제공한다. 도 9A는 시스템(70)의 외측을 도시하는데, 이 시스템은 장착 메커니즘(74)을 사용하여 수직 지지 폴에 장착되는 제어기(72)에 부착된 챔버 병류구조(12)를 포함한다. 제어기(72)는 외부 유체의 온도를 감시할 수있으며, 도 9B에 도시된 제어기의 정면에 배치된 패드(78A, 78B, 78C)와 도 9C에 도시된 챔버 병류구조의 후면에 배치된 패드(80A, 80B, 80C)를 가진 전기 접속소자(76)를 통해 가열소자로의 파워공급을 제어한다. 선택적으로, 포크, 잭 또는 플러그등과 같은 다른 전기 접속소자 사용될 수있다. 모든 전기 접속소자는 적절한 일회용 장치로 안전하게 인터로크될 수있다. 이 전기 접속소자를 수용하기 위하여 제어기(72)의 정면을 챔버 병류구조(12)의 후면에 부착하는 부착 메커니즘(82)은 도 9B 및 도 9C에 도시되어 있다.The present invention provides a system comprising a polymerized cocurrent structure, an electrically resistive heating element, and an external controller to heat the fluid prior to delivery of the fluid to the patient. 9A shows the exterior of the system 70, which includes a chamber co-current structure 12 attached to a controller 72 that is mounted to a vertical support pawl using a mounting mechanism 74. The controller 72 can monitor the temperature of the external fluid and includes pads 78A, 78B, 78C disposed in front of the controller shown in FIG. 9B and pads disposed at the rear of the chamber co-current structure shown in FIG. 9C. The power supply to the heating element is controlled via an electrical connection element 76 having 80A, 80B, 80C. Optionally, other electrical connections may be used, such as forks, jacks or plugs. All electrical connections can be safely interlocked with a suitable disposable device. An attachment mechanism 82 for attaching the front of the controller 72 to the back of the chamber co-current structure 12 to accommodate this electrical connection element is shown in FIGS. 9B and 9C.
도 9B는 온도를 시각적으로 용이하게 감시하기 위해서 배출구 유체온도를 디스플레이하는 LED 2-디지트 디스플레이(84)가 제어기(72)의 정면에 설치되어 있는 것을 도시한다. 더욱이, 제어기(72)의 정면에는 오류상태를 지시하고 및/또는 소정의 적정 배출구 온도가 도달되었는지의 여부를 지시하는 하나 이상의 광소자(86), 오퍼레이터가 용이하게 액세스할 수 있는 파워 ON/OFF 스위치(88) 및 RESET 스위치(89)가 설치되어 있다. 제어기(72)는 110 Vac 또는 220 Vac 라인전압중 한 전압에서 동작하는 스위칭 가능한 AC 라인일 수있다. AC 입력 파워는 이중(2라인) 퓨즈에 의해 보호된 과부하일 수 있다.9B shows an LED two-digit display 84 displaying the outlet fluid temperature for easy visual monitoring of the temperature is installed in front of the controller 72. Furthermore, at the front of the controller 72, one or more optical elements 86 indicating an error condition and / or indicating whether a predetermined proper outlet temperature has been reached, a power on / off which is easily accessible by the operator. The switch 88 and the RESET switch 89 are provided. Controller 72 may be a switchable AC line operating at either 110 Vac or 220 Vac line voltage. AC input power can be an overload protected by a double (two line) fuse.
챔버 병류구조의 온도와 이 병류구조로 공급되는 파워를 제어하는 내부 회로루프(90)는 도 10에 도시되어 있다. 제어기(72)는 파워 모듈(92)로부터 전기라인(94) 및 전기 접속패드(80B, 78B)를 통해 가열소자(26)로 파워를 공급한다. 가열소자(26)의 저항은 전기 접속패드(80A, 78A) 및 라인인(96)을 통해 저항 센서(38)에 의해 감시될 수있으며, 상기 저항 센서(38)는 제어기(72)상에 배치될 수있다. 선택적으로, 저항 센서(38A)(도 10에서 점선으로 도시됨)는 챔버 병류구조(12)상에 배치될 수있다. 더욱이, 만일 가열소자(26)의 컨덕터를 형성할 수 있는 합금이 큰 저항 온도계수를 가진다면, 가열소자(26) 그 자체의 전기 저항은 가열소자의 온도를 측정하기 위해 사용될 수있으며 유체 온도와 상관될 수있다. 이 방법을 사용하면, 가열소자(26)의 저항의 상한치는 유체에 대한 상위 온도센서로써 사용될 수있다.An internal circuit loop 90 that controls the temperature of the chamber cocurrent structure and the power supplied to the cocurrent structure is shown in FIG. The controller 72 supplies power from the power module 92 to the heating element 26 through the electrical line 94 and electrical connection pads 80B and 78B. The resistance of the heating element 26 can be monitored by the resistance sensor 38 via the electrical connection pads 80A, 78A and line in 96, which are arranged on the controller 72. Can be Optionally, resistance sensor 38A (shown in dashed lines in FIG. 10) may be disposed on chamber co-current structure 12. Furthermore, if the alloy capable of forming the conductor of the heating element 26 has a large resistance temperature coefficient, the electrical resistance of the heating element 26 itself can be used to measure the temperature of the heating element and the fluid temperature. Can be correlated. Using this method, the upper limit of the resistance of the heating element 26 can be used as an upper temperature sensor for the fluid.
온도 감시소자(34)의 프로브(36)는 챔버 병류구조(12)로부터 배출되는 유체(20)의 온도를 감시하기 위해 배출구(30)에 배치될 수있다. 이 정보는 라인(98) 및 전기 접속패드(80C, 78C)를 통해 파워 모듈(92)에 전송된다. 선택적으로, 온도 감시소자(34A)(도 10에서 점선으로 도시됨)는 제어기상에 배치될 수있으며, 온도감시소자의 프로브(34)는 슬리브(37) 또는 챔버 병류구조(12)의 배출구(30)의 다른 부분에 삽입될 수있다. 이 정보는 라인(98A)을 통해 파워 모듈(92)에 전송될 수있다. 유체의 실제 온도는 라인(100)을 통해 온도 디스플레이 패널(102)에 중계될 수있으며, 및/또는 라인(104)을 통해 온도가 적정 레벨에 도달되었는지를 지시하는 광 소자(86A)에 중계될 수있다. 추가의 온도 감시 및 제어는 챔버 병류구조의 배출구(30) 또는 유체라인에 배치된 윈도우(110)를 통해 배출 유체온도를 감지하는 제어기(72)상에 배치된 적외선 온도센서(108)에 의해 달성될 수있다. 이 정보는 라인(112)을 통해 파워 모듈(92)에 중계될 수있으며 온도감시를 위해 사용될 수있다. 액체 검출센서(11)는 튜브내의 유체의 저항을 측정하기 위해 사용될 수있다. 만일 센서(11)가 유체의 부족(예를들어, 높은 저항)을 검출한다면, 차단 신호는 라인(136) 및 전기 접속패드(132D, 134D)를 통해 파워 모듈(92)에 중계될 수있다. 파워 ON/OFF 스위치(88)는 라인(114)을 통해 파워 모듈(92)에 중계될 수있다. RESET 스위치(89)는 라인(116)을 통해 파워 모듈(92)에 중계될 수있다.Probe 36 of temperature monitoring element 34 may be disposed at outlet 30 to monitor the temperature of fluid 20 exiting chamber co-current 12. This information is transmitted to power module 92 via line 98 and electrical contact pads 80C and 78C. Optionally, the temperature monitoring element 34A (shown in dashed lines in FIG. 10) may be disposed on the controller, and the probe 34 of the temperature monitoring element may have an outlet () of the sleeve 37 or the chamber co-current structure 12. 30) can be inserted into other parts. This information may be transmitted to power module 92 via line 98A. The actual temperature of the fluid may be relayed to the temperature display panel 102 via line 100 and / or to optical element 86A indicating that the temperature has reached an appropriate level via line 104. Can be. Further temperature monitoring and control is achieved by an infrared temperature sensor 108 disposed on the controller 72 which senses the discharge fluid temperature through the outlet 30 of the chamber co-current structure or the window 110 disposed in the fluid line. Can be This information can be relayed to power module 92 via line 112 and used for temperature monitoring. The liquid detection sensor 11 can be used to measure the resistance of the fluid in the tube. If the sensor 11 detects a lack of fluid (eg, high resistance), a shutoff signal may be relayed to the power module 92 via line 136 and electrical connection pads 132D and 134D. Power ON / OFF switch 88 may be relayed to power module 92 via line 114. The RESET switch 89 may be relayed to the power module 92 via line 116.
만일 온도의 저항이 소정 레벨을 초과한다면, 파워 모듈(92)은 가열소자(26)에 인가되는 파워를 자동적으로 차단할 수있다. 더욱이, 파워 모듈은 라인(120)을 통해 알람(118)에 의해 소리를 낼 수있으며, 및/또는 오류상태를 사용자에게 알리기 위해서 라인(122)을 통해 경고 광(86B)을 조명한다.If the resistance of the temperature exceeds a predetermined level, the power module 92 can automatically cut off the power applied to the heating element 26. Moreover, the power module may sound by alarm 118 via line 120 and / or illuminate warning light 86B through line 122 to inform the user of an error condition.
도 11은 유체 소스(8)와 관련하여 배치된 튜브(142)로 이루어진 병류구조(138)와; 두 개의 IV 백 스파이크(14), Y 커넥터(16), 튜브(142)의 입력단에 접속된 중력공급 유체라인(18), 튜브의 출력단에 접속된 유체 라인(20) 및 유체를 환자에게 전달하는 관주기 또는 IV 라인과 같은 장치에 유체 라인(20)을 접속하는 역병 커넥터(22)로 이루어진 유체 전달라인을 포함하는 본 발명의 장치(140)를 기술하는 본 발명의 다른 실시예에 대한 사시도이다. 선택적으로, 장치(140)에 유입되는 유체는 기계적인 수단에 의해 전달될 수 있다. 튜브(142)는 약 10ml/min 내지 약 1000ml/min의 유체 유동량을 가진 일회용 배관으로 이루어질 수있다. 튜브(142)는 FDA에 의해 허용된 의학용 열가소성 물질(예를들어, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 나일론 또는 PVC)을 이용하는 압출성형법과 같은 여러 공지된 방법에 의해 제조될 수있다. 이 튜브(142)는 여러 길이(예를들어, 약 6인치에서 수 피트까지의 길이)를 가질 수있다.11 shows a co-current structure 138 consisting of tubes 142 disposed in relation to the fluid source 8; Two IV bag spikes 14, a Y connector 16, a gravity supply fluid line 18 connected to the input end of the tube 142, a fluid line 20 connected to the output end of the tube and a fluid to the patient Is a perspective view of another embodiment of the present invention that describes a device 140 of the present invention that includes a fluid delivery line consisting of a late blight connector 22 that connects the fluid line 20 to a device such as a tubular or IV line. . Optionally, fluid entering the device 140 may be delivered by mechanical means. Tube 142 may consist of disposable tubing having a fluid flow rate of about 10 ml / min to about 1000 ml / min. The tube 142 can be manufactured by several known methods, such as extrusion using medical thermoplastics (eg, polypropylene, polyethylene, nylon, or PVC) accepted by the FDA. The tube 142 may have several lengths (eg, from about 6 inches to several feet in length).
도 12A는 전기 저항성 가열소자(144), 인입구(146) 및 배출구(148)를 가진 관형 병류 구조(142)의 내부를 도시한다. 서미스터 또는 열결합기와 같은 온도 감시소자(150)는 배출구(148)로부터 배출되는 유체(20)의 온도를 감시하기 위해 사용될 수있다. 온도감시소자(150)의 프로브(152)는 배출 유체의 온도를 측정하기 위해서 배출구(148)에 위치한 유체 라인(20)에 직접 삽입될 수있다. 센서(158)는 관형 병류구조(142)에 집적될 수있으나, 유체 온도와 상관될 수 있는 가열소자의 저항을 측정하기 위해 가열소자로부터 물리적으로 분리될 수있다. 액체검출센서(160)는 튜브내의 유체의 저항을 측정하기 위해 사용될 수있다.12A shows the interior of a tubular cocurrent structure 142 having an electrical resistive heating element 144, an inlet 146 and an outlet 148. Temperature monitor 150, such as a thermistor or thermal coupler, can be used to monitor the temperature of fluid 20 exiting outlet 148. The probe 152 of the temperature monitoring element 150 may be inserted directly into the fluid line 20 located in the outlet 148 to measure the temperature of the discharge fluid. The sensor 158 may be integrated in the tubular cocurrent structure 142 but may be physically separated from the heating element to measure the resistance of the heating element, which may be correlated with the fluid temperature. The liquid detection sensor 160 may be used to measure the resistance of the fluid in the tube.
관형 병류구조(142)의 내부 측면도인 도 12B는 관형 병류구조(142) 벽의 내부측면(162)상에 배치된 전기 저항성 가열소자(144)를 도시한다. 선택적으로, 가열소자(144)는 관형 병류구조(142) 벽의 외부측면(164)내에 삽입될 수있다. 더욱이, 도 13은 가열소자(144)가 관형 병류구조(142) 벽의 중심(166)에 삽입될 수있다. 가열소자(144)는 가열동작의 온도에서 용해되지 않거나 변쇠되지 않는 열적 특성을 가진 폴리이미드 또는 폴리에스테르와 같은 적층 재료로 이루어진 두 층(168)사이에 포함될 수있다. 더욱이, 도 13은 유체로의 열전달을 막지 않는 생물학적 양립성 보호층(170)이 가열소자의 적어도 한 부분과 유체사이에 배치될 수 있는 것을 도시한다. 다시, 이 층(170)은 임의의 공지된 생물학적 양립성 재료(예를들어, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 나일론 또는 PVC)로 만들어질 수있다. 이 층은 플라즈마 코팅 공정에 의해 가열소자에 제공될 수있다. 도 13은 절연재료(172)가 열손실을 줄이기 위해 가열소자(144)의 외부표면중 적어도 한 부분 또는 챔버 병류구조(142)를 둘러싸도록 배치될 수 있는 것을 도시한다.12B, an interior side view of the tubular cocurrent structure 142, illustrates an electrically resistive heating element 144 disposed on the inner side 162 of the wall of the tubular cocurrent structure 142. Optionally, the heating element 144 may be inserted into the outer side 164 of the wall of the tubular cocurrent structure 142. Moreover, FIG. 13 shows that a heating element 144 can be inserted into the center 166 of the wall of the tubular cocurrent structure 142. The heating element 144 may be included between two layers 168 made of a laminate material such as polyimide or polyester having thermal properties that do not dissolve or change at the temperature of the heating operation. Moreover, FIG. 13 shows that a biologically compatible protective layer 170 that does not prevent heat transfer to a fluid may be disposed between at least one portion of the heating element and the fluid. Again, this layer 170 can be made of any known biologically compatible material (eg, polypropylene, polyethylene, nylon or PVC). This layer can be provided to the heating element by a plasma coating process. FIG. 13 shows that insulating material 172 may be disposed to surround at least one portion of the outer surface of heating element 144 or chamber co-current structure 142 to reduce heat loss.
본 발명은 환자에게 유체를 전달하기 전에 유체를 가열하기 위해 튜브, 이 튜브에 접속된 전기 저항성 가열소자 및 외부 제어기로 이루어진 중합 병류구조를 포함하는 시스템을 제공한다. 도 14A는 장착 메커니즘(184)에 의해 수직 지지 폴에 장착되는 제어기(182)에 부착된 관형 병류구조(142)를 가진 시스템(180)의 외부측면을 도시한다. 제어기(182)는 배출 유체의 온도를 감시할 수있으며, 도 14B에 도시된 제어기의 정면에 배치된 패드(188A, 188B, 188C)와 도 14C에 도시된 관형 병류구조의 후면에 배치된 패드(190A, 190B, 190C)를 가진 전기 접속소자(186)를 통해 가열소자에 공급되는 파워를 제어할 수있다. 선택적으로, 포크, 잭 또는 플러그등 같은 다른 전기 접속소자가 사용될 수있다. 모든 전기 접속소자는 일회용 관형 병류구조(142)의 적절한 장치에 안전하게 인터로크될 수있다. 전기 접속소자를 수용하기 위해서 관형 병류 구조(142)의 후면에 제어기(182)의 정면을 부착하는 부착 메커니즘(912)은 도 14B 및 도 14C에 도시되어 있다.The present invention provides a system comprising a polymerized cocurrent structure consisting of a tube, an electrically resistive heating element connected to the tube and an external controller to heat the fluid prior to delivering the fluid to the patient. 14A shows an exterior side of system 180 with tubular cocurrent structure 142 attached to controller 182 mounted to a vertical support pawl by mounting mechanism 184. The controller 182 can monitor the temperature of the discharge fluid and includes pads 188A, 188B, 188C disposed in front of the controller shown in FIG. 14B and pads disposed at the rear of the tubular cocurrent structure shown in FIG. 14C. The power supplied to the heating element can be controlled via the electrical connection element 186 having 190A, 190B, 190C. Alternatively, other electrical connection elements such as forks, jacks or plugs may be used. All electrical connections can be securely interlocked to the appropriate device of the disposable tubular cocurrent structure 142. An attachment mechanism 912 is shown in FIGS. 14B and 14C that attaches the front of the controller 182 to the back of the tubular cocurrent structure 142 to receive electrical connectors.
도 14B는 온도를 시각적으로 용이하게 감시하기 위해서 배출 유체온도를 디스플레이하는 LED 2-디지트 디스플레이(191)를 제어기(182)의 정면에 설치한 것을 도시한다. 더욱이, 제어기(182)의 정면에는 오류상태를 지시하고 및/또는 소정의 적정 배출 유체온도가 달성되었는지의 여부를 지시하는 하나 이상의 광소자(194)와, 오퍼레이터가 용이하게 액세스할 수있는 파워 ON/OFF 스위치(196) 및 RESET 스위치(199)가 설치되어 있다. 제어기(182)는 110 Vac 또는 220 Vac 라인전압중 하나에서 동작하는 스위칭가능한 AC 라인일 수있다. AC 입력 파워는 이중(2라인) 퓨즈에 의해 보호되는 과부하일 수있다.14B illustrates the installation of an LED two-digit display 191 on the front of the controller 182 that displays the discharge fluid temperature for easy visual monitoring of the temperature. Furthermore, the front of the controller 182 has at least one optical element 194 indicating an error condition and / or indicating whether or not a predetermined suitable discharge fluid temperature has been achieved, and a power ON which is easily accessible by the operator. The / OFF switch 196 and the RESET switch 199 are provided. Controller 182 may be a switchable AC line operating at either 110 Vac or 220 Vac line voltage. AC input power can be an overload protected by a double (two line) fuse.
관형 병류구조(142)의 온도와 이 병류구조에 공급되는 파워를 제어하기 위한 내부회로 루프(200)는 도 15에 도시된다. 제어기(182)는 파워 모듈(202)로부터 전기 라인(204) 및 전기 접속패드(188B, 190B)를 통해 가열소자(144)에 파워를 공급한다. 가열소자(144)의 저항은 라인(206) 및 전기 접속패드(190A, 188A)를 통해 제어기(182)에 배치될 수 있는 저항 센서(158)에 의해 감시될 수있다. 선택적으로, 저항 센서(158A)(도 16에 점선으로 도시됨)는 튜브(1420에 배치될 수있다. 더욱이, 만일 가열소자(144)의 커넥터를 형성할 수 있는 합금이 큰 저항 온도계수를 가진다면, 가열소자(144)의 전기 저항은 가열소자(144)의 온도를 측정하여 유체의 온도를 측정하기 위해 사용될 수있다. 이 방법을 사용하면, 가열소자(144)의 저항에 대한 상한치는 상위 온도센서로써 사용될 수있다.An inner circuit loop 200 for controlling the temperature of the tubular cocurrent structure 142 and the power supplied to the cocurrent structure is shown in FIG. 15. Controller 182 supplies power to heating element 144 from power module 202 via electrical line 204 and electrical connection pads 188B, 190B. The resistance of the heating element 144 can be monitored by a resistance sensor 158 that can be placed in the controller 182 via the line 206 and the electrical contact pads 190A, 188A. Optionally, resistance sensor 158A (shown in dashed lines in Figure 16) may be disposed in tube 1420. Moreover, if the alloy capable of forming the connector of heating element 144 has a large resistance temperature coefficient If so, the electrical resistance of the heating element 144 can be used to measure the temperature of the fluid by measuring the temperature of the heating element 144. Using this method, the upper limit for the resistance of the heating element 144 is higher. Can be used as a temperature sensor.
온도감시소자(150)의 프로브(152)는 관형 병류구조(142)에서 배출되는 유체(20)의 온도를 감시하기 위해 배출구(148)에 배치될 수있다. 이 정보는 라인(208) 및 전기 접속패드(190C, 188C)를 통해 파워 모듈(202)에 전송될 수있다. 선택적으로, 온도감시소자(150A)(도 15에 점선으로 도시됨)는 제어기상에 배치될 수있으며, 온도감시소자의 프로브(152A)는 슬리브(154) 또는 관형 병류구조(142) 배출구(148)의 다른 부분에 삽입될 수있다. 이 정보는 라인(208A)을 통해 파워 모듈(202)에 전송될 수있다. 유체의 실제 온도는 라인(210)을 통해 온도 디스플레이 패널(191)에 중계될 수있으며 및/또는 라인(214)을 통해 온도가 적정 레벨에 도달되었는지를 지시하는 적어도 하나의 광소자(194A)에 중계될 수있다. 추가 온도 감시 및 제어는 튜브 배출구(148) 및 유체 라인에 배치된 윈도우(220)를 통해 배출 유체 온도를 감지하는 제어기(182)상에 배치된 적외선 온도센서(218)에 의해 달성될 수있다. 이 정보는 라인(212)을 통해 파워 모듈(202)에 중계될 수있으며, 온도를 감시하기 위해 사용될 수있다. 액체 검출센서(160)는 튜브내의 유체의 저항을 측정하기 위해 사용될 수있다. 만일 센서(160)가 유체의 부족(예를들어, 높은 저항)을 검출한다면, 차단 신호는 라인(236) 및 전기 접속패드(232D, 234D)를 통해 파워 모듈(202)에 중계될 수있다. 파워 ON/OFF 스위치(196)는 라인(244)을 통해 파워 모듈(202)에 중계될 수있다. RESET 스위치(199)는 라인(216)을 통해 파워 모듈(202)에 중계될 수있다.The probe 152 of the temperature monitoring element 150 may be disposed at the outlet 148 to monitor the temperature of the fluid 20 discharged from the tubular cocurrent structure 142. This information may be transmitted to power module 202 via line 208 and electrical contact pads 190C, 188C. Optionally, the temperature monitor 150A (shown in dashed lines in FIG. 15) may be disposed on the controller, and the probe 152A of the temperature monitor device may have a sleeve 154 or tubular cocurrent structure 142 outlet 148. Can be inserted into other parts of the This information may be transmitted to power module 202 via line 208A. The actual temperature of the fluid may be relayed to the temperature display panel 191 via line 210 and / or to at least one optical element 194A indicating that the temperature has reached an appropriate level via line 214. Can be relayed. Further temperature monitoring and control may be accomplished by an infrared temperature sensor 218 disposed on the controller 182 that senses the discharge fluid temperature through the tube outlet 148 and a window 220 disposed in the fluid line. This information can be relayed to power module 202 via line 212 and can be used to monitor temperature. Liquid detection sensor 160 may be used to measure the resistance of the fluid in the tube. If sensor 160 detects a lack of fluid (eg, a high resistance), a shutoff signal may be relayed to power module 202 via line 236 and electrical contact pads 232D, 234D. Power ON / OFF switch 196 may be relayed to power module 202 via line 244. RESET switch 199 may be relayed to power module 202 via line 216.
만일 저항 또는 온도가 소정 레벨을 초과한다면, 파워 모듈(202)은 가열소자(144)에 공급되는 파워를 자동적으로 차단할 수있다. 더욱이, 파워 모듈은 라인(242)을 통해 알람(240)에서 소리를 낼 수있으며 및/또는 오류상태를 사용자에게 알리기 위해서 라인(222)을 통해 경고 광(194B)을 조명할 수있다.If the resistance or temperature exceeds a predetermined level, the power module 202 can automatically cut off the power supplied to the heating element 144. Moreover, the power module may sound an alarm 240 via line 242 and / or illuminate warning light 194B through line 222 to inform the user of an error condition.
요약하면, 본 발명은 전기 저항성 가열소자가 병류구조내에 주형되고 상기 병류구조가 유체를 신체에 전달하기 전에 정상온도로 유체를 가열하는 유동라인에 삽입될 수 있다는 인식으로부터 장점을 얻는다. 더욱이, 본 발명의 장치 및 방법은 유체를 가열하는 종래 장치 및 방법에 비해 여러 현저한 장점을 가진다. 예를들어, 중합 병류구조내에 가열소자를 통합하면, 유체를 가열하는 장치는 하나의 단순화된 단계로 유체 전달라인에 직접 삽입될 수있다. 대조적으로, 종래 기술은 밀봉체내에 유체의 가방 또는 도관을 위치시키는 단계와, 유체 용기와 가열판을 압착시키는 단계와, 유체를 전달하기 전에 가열판을 제거시키는 단계와 같은 여러 단계를 필요로한다.In summary, the present invention benefits from the recognition that an electrically resistive heating element can be molded into a cocurrent structure and inserted into a flow line that heats the fluid to normal temperature before the cocurrent structure delivers the fluid to the body. Moreover, the devices and methods of the present invention have several significant advantages over conventional devices and methods for heating fluids. For example, incorporating a heating element into the polymerization co-current structure, the device for heating the fluid can be inserted directly into the fluid delivery line in one simplified step. In contrast, the prior art requires several steps, such as placing a bag or conduit of fluid in the seal, compressing the fluid container and heating plate, and removing the heating plate before delivering the fluid.
더욱이, 열전달 효율이 매우 높은 전기 저항성 가열소자를 챔버 또는 튜브와 같은 중합 병류구조에 결합하면, 초소형 장치에 의해 유체가 정확하고 빠르게 가열될 수있다. 대조적으로, 호스 주위에 가열 와이어를 감는 종래 기술은 효율적으로 열을 전달할 수없어서, 유체를 적절히 가열하기 위해서 긴 가열시간과 긴 호스를 필요로한다.Moreover, when an electrically resistive heating element having a very high heat transfer efficiency is coupled to a polymerization cocurrent structure such as a chamber or a tube, the fluid can be heated accurately and quickly by the micro device. In contrast, the prior art of winding heating wires around the hose cannot efficiently transfer heat, requiring long heating times and long hoses to properly heat the fluid.
더욱이, 전달유체를 가열하는 종래 기술에 비교하여, 본 발명의 방법은 매우 정확하게 온도를 감시 및 제어할 수있다. 예를들어, 본 발명의 장치는 병류구조에서 배출되는 유체의 유동라인에 직접 삽입되는 온도 감시소자의 프로브를 사용할 수있다. 선택적으로 또는 부가적으로, 본 발명의 장치는 병류구조의 배출구내에 주형되는 윈도우를 통해 배출 유체온도를 감지하는 적외선 센서를 사용할 수있다. 대조적으로, 종래 기술은 전형적으로 가열판 및/또는 유체 용기의 온도만을 감시한다.Moreover, compared to the prior art of heating the delivery fluid, the method of the present invention can monitor and control the temperature very accurately. For example, the device of the present invention may use a probe of a temperature monitoring element that is directly inserted into the flow line of the fluid exiting the cocurrent structure. Alternatively or additionally, the apparatus of the present invention may use an infrared sensor that senses the discharge fluid temperature through a window molded in the outlet of the cocurrent structure. In contrast, the prior art typically only monitors the temperature of the heating plate and / or fluid container.
전술한 실시예는 본 발명을 설명하기 위하여 기술되었으며 본 발명의 권리범위를 제한하지 않는다. 예를들어, 다른 구조형상, 유동경로, 저항 및 온도 감시 및 제어구조는 본 발명에 모순되지 않게 선택될 수있다. 더욱이, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 제한된다.The foregoing embodiments have been described for the purpose of illustrating the invention and do not limit the scope of the invention. For example, other structures, flow paths, resistance and temperature monitoring and control structures can be selected without contradicting the invention. Moreover, the invention is limited by the appended claims.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0105 | International application |
Patent event date: 19971204 Patent event code: PA01051R01D Comment text: International Patent Application |
|
| PG1501 | Laying open of application | ||
| PC1203 | Withdrawal of no request for examination | ||
| WITN | Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid |