流体输送导管制造技术

流体输送系统，包括用于将流体输送到医疗装置中的导管，该导管附接到该医疗装置。用于消除角应变对导管的影响的方法和装置，该角应变导致导管的扭结和挤压。变导致导管的扭结和挤压。变导致导管的扭结和挤压。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】流体输送导管
[0001]相关申请
[0002]本申请是于2020年2月7日提交的第62/971,600号美国临时申请的非临时申请，其全部内容通过引用并入本文。
[0003]背景
[0004]本公开涉及使用导管或管将流体输送到医疗装置的流体输送系统。
[0005]图1是常规球囊装置100、特别是定位在患者胃部中的用于减重的胃球囊的图示。球囊装置通常包括两种状态：展开前或未膨胀的构型和已展开、膨胀的或工作的构型。通常，通过管110输送的流体使装置100膨胀，其中管110也可称为导管或管道。该管可以穿过球囊装置100的壁102中的开口115。替代地，如所示，管110可以联接到流体路径112，该流体路径112流体连接球囊装置的外部和内部。导管110的将流体输送到球囊的内部储器的端部是输送端110A，而相对端部是填充端110B，流体被引入该填充端110B中。
[0006]在许多球囊装置100中，球囊的壁102由薄膜材料(例如聚氨酯)制造。在一些变型中，管110包括通过流体路径112延伸到装置100的中心封闭空间或储器104中的球囊端110A或输送端110A。一旦完成膨胀，管道110就从装置中移除。当导管110被移除时，流体路径112必须被密封以防止膨胀流体通过流体路径112从储器104泄漏出来。同样，在一些变型中，未示出的填充阀使装置100密封。在一些变型中，填充阀或流体路径112用于将管110限制成相对于壁的局部法线以固定角度穿过壁102。在一些变型中，该角度为90度(即，管110垂直于壁102)，而在其他变型中，管110可以以较浅的角度、甚至接近0度穿过壁102。
[0007]在填充球囊之前，薄膜壁102是柔性的。当管110被限制成以固定角度穿过壁102时，管110的任何移动会影响壁102、使壁102弯曲或变形，使得管110穿过壁102的角度恒定。图2A示出了穿过限定球囊装置100的薄膜材料的壁102的区段中的开口115的管110的标准构型。管110穿过限制元件116，该限制元件116可以是例如流体路径或填充阀。在该图示中，管110具有轴线110Z，该轴线110Z被元件116限制成平行于壁102的表面法线102N。
[0008]如图2B中进一步所示的，当装置100内没有显著压力时，壁102的形状在管110被拉向一侧时发生变形，从而保持管轴线110Z和壁法线102N之间的平行关系。另一方面，当球囊装置100填充有流体时，装置100中的内部压力增加，并且壁102经历增加的张力。进而，增加的张力使壁102变刚性，使其抵抗变形。特别是，在球囊100膨胀到接近容量之后，壁102处于张力状态并变得相对刚性。图3示出了张紧的壁102具有的用以保持表面法线102N平行于导管轴线110Z的局部倾斜能力是有限的。相反，导管110'在填充端110B'向一侧偏转时必须弯曲。在将弯曲点处的曲率半径减小到达到临界半径R
C
之前，导管110'可以被向一侧拉动的距离是有限制的。导管上的任何附加拉力都会导致弯曲导管的内侧折叠或扭结，如管110'所示。这种折叠减少了通过导管的流体流动，并可能削弱导管的管状壁117。对于高度柔性的管结构，诸如导管，R
C
是小的，并且在管110和柔性小得多的球囊壁102之间非常靠近限制元件(如轴环116所示)处发生扭结，即，在管的有效刚度存在明显不连续的地方在管中发生扭结。如图3所示，这种不连续性可以通过角应变消除部件10来消除。
[0009]在一些情况下，填充阀和/或流体路径112可以设计成包括角应变消除件。角应变
消除件是一种加强大体柔性的线性部件(线或管)的装置，该角应变消除件附接到刚性的且在一定程度上固定的附接点，以防止线性部件被侧向力损坏或扭结，即被垂直于线性部件的轴线指向的力拉动。
[0010]在像导管这样的柔性管中，由于侧向力而发生的扭结是很好理解的。正如通过引用并入本文的Mechanical Properties of Catheters(导管的机械性质)(Acta Radiologica:Diagnosis,4:SUP260，11
‑
22)所解释的，在一端处保持固定并承受垂直于其轴线的力的直导管采用具有如下半径的曲率
[0011][0012]其中
[0013]E是导管材料的弹性模量，
[0014]I
o
是导管相对于其法向轴线的惯性矩，以及
[0015]M是施加到导管的弯矩(即施加以弯曲的力)。
[0016]对于固定的M，可以通过将材料改为具有较高弹性模量的材料(即，固定的作用力将使较刚性的材料弯曲较小)或改变导管的几何形状以增加惯性矩来增加半径。对于管，
[0017][0018]其中，D是导管的外径，d是其内径。很明显，半径R很大程度上取决于壁厚(D
‑
d)/2。对于具有固定内径的导管，壁厚随外径D线性增加。
[0019]附录A进一步解释了临界半径。临界半径R
c
是在导管扭结(减少或停止通过导管的流体流动)之前导管可以弯曲成的最小半径。根据附录，
[0020]R
C
＝K(D2/(D
‑
d))
ꢀꢀꢀ
(3)
[0021]其中，比例因子K对于所有感兴趣的导管材料几乎是恒定的。作为一般规则，具有小的临界半径是可取的，这允许在没有扭结的情况下使导管急剧弯曲。在任何特定使用中，导管内径和外径被选择以达到期望的R
c
，其中临界半径通常随着外径的减小而减小(内径通常是固定的，以在固定压力下实现期望的流体流动)。
[0022]角应变消除件变型
[0023]如上所述，当弯曲半径减小到等于临界半径时，管将会扭结。虽然可以通过增加整个导管的外径来使导管变刚性，以使其更难达到临界半径，但通常更希望在导管的大部分长度上保持高柔性，以便于通过必须在体外和装置的最终操作位置之间导航的曲折路径来放置。因此，角应变消除件的目的是防止导管的弯曲半径在紧邻装置的地方(在该处导管受到与装置壁连接造成的角度限制)达到临界半径，同时保持导管的大部分长度的柔性。
[0024]角应变消除件用于减小刚性限制元件和柔性导管之间的固有不连续性。在一个变型中，应变消除件被设计成提供沿着导管的过渡区，其中该区具有连续变化的刚度(或等效地，连续变化的临界半径)，使得它在一端与限制元件匹配，而在另一端与导管的固有性质匹配。通过消除沿着导管的任何不连续性，应变消除件减少了扭结的可能性。在另一变型中，连续变化的应变消除件可近似为均匀应变消除件或阶梯应变消除件，每一个应变消除件都减小了刚性限制元件和柔性导管之间的不连续性的大小。
[0025]图4示出了具有应变消除部件10的一个实施例的导管的截面。应变消除部件10被
设计成足够刚性以保持与装置壁的连接处附近的接口区域200中的弯曲半径高于临界半径，但又足够柔性以向侧向移位的导管弯曲，以减小导管的一部分(该部分延伸超过应变消本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种流体输送系统，用于将流体输送到装置中的封闭储器，所述流体输送系统包括：柔性导管，所述柔性导管具有延伸穿过其中以将所述流体输送到所述封闭储器的管腔，所述柔性导管包括填充端和输送端，其中所述输送端被配置成联接到所述封闭储器的壁，所述柔性导管还包括初始外径和初始内径，其中所述柔性导管还包括具有通道的缩径区域；其中，所述缩径区域包括外径和内径，所述外径和所述内径中的至少一个分别小于所述初始外径和所述初始内径，所述缩径区域被定位成邻近所述柔性导管的所述输送端，并沿着所述柔性导管的长度向所述填充端延伸。2.根据权利要求1所述的流体输送系统，其中，所述缩径区域的第一端位于所述封闭储器内，所述缩径区域的第二端位于所述封闭储器的外部。3.根据权利要求1所述的流体输送系统，其中，所述缩径区域的第一端位于包围所述封闭储器的壁处，所述缩径区域的第二端位于所述封闭储器的外部。4.根据权利要求1所述的流体输送系统，其中，所述缩径区域具有临界半径，并且其中所述缩径区域沿着一长度延伸超过所述封闭储器的壁，所述长度至少大于π乘以所述临界半径再除以10且至少不小于二乘以π再乘以所述临界半径。5.一种用于定位在患者体内的医疗装置，包括：球囊构件，其具有内部储器，其中将流体输送到所述内部储器中使所述球囊构件扩张；柔性导管，其具有延伸穿过其中的管腔，所述柔性导管包括填充端和输送端，其中所述输送端联接到所述球囊构件，使得所述管腔与所述内部储器流体连通，所述柔性导管还包括初始外径和初始内径，所述初始内径包括所述管腔，其中所述柔性导管还包括具有通道且邻近所述球囊构件定位的缩径区域；以及所述缩径区域，其包括外径和包含所述通道的内径，其中所述外径和所述内径中的至少一个分别小于所述初始外...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫，
申请(专利权)人：安瑞仁科技公司，
类型：发明
国别省市：