CN1372480A - 直线可动输液泵 - Google Patents
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Abstract
一种可动输液泵(10),它具有带流体腔(19)和内壁(22)的注射器筒(16)。输液泵(10)还具有从注射器筒(16)中排出液体的输液机(14)。输液机(14)具有与注射器筒(16)的一部分接合以在注射器筒(16)内直线移动输液机(14)的构件(42)。
Description
发明领域
本发明涉及医疗泵,特别是可动输液泵。
发明背景
就医的病人经常要求精确连续的药物输入或者在设定的时间间隔内进行精确的输入。然而,某些液体药剂,或药品,通过常规的注射技术很难达到它们的最大药效。而且,许多药品只能通过在延长的时间段里进行精确的输入才能达到潜在的全部药效。已经开发的医疗用泵提供了对药物输入的控制,它通过泵控制在其中的药物的精确流速,从而将药物的浓度保持在治疗的范围内并且避免某些药品可能达到的有毒范围。医疗泵以可控制的流速对病人提供了恰当的药物输入而不需要经常对药物进行检查。医疗泵还使在医疗点外对病人进行静脉输液治疗的控制变得很容易。另外,医生们已经发现,在很多情况下,只要病人能够接受定期或连续的药物静脉输液控制,他们就能够恢复基本正常的生活。这些因素结合在一起就促进了重量轻,便于携带或可移动的输液泵的日益发展,病人能够佩戴这种泵并且能够控制药剂以所希望的流速进行连续供给。
在医疗领域里已使用的多种多样的移动泵都希望满足流速控制高准确度的需要以最大地发挥药效从而保护病人。典型的是,这些可动输液泵包括泵控制件和驱动装置,驱动装置包括了用于承放一次性泵室总成的多种操作件。泵室总成具有连接到液体箱的进口端和连接到I.V.导管的出口端,I.V.导管接着通过插管连接从而对病人进行静脉输液控制。
通常,医疗泵是可以编程的以使泵使用不同的应用程序对病人进行不同的输液治疗,如抗生素治疗、化学治疗、镇痛治疗和营养治疗等。对于镇痛治疗,医疗输液泵经常在医院里特别用于对剧烈疼痛的控制。这些泵按照由泵控制的预先程序化的处方,给病人输入***或其他镇痛剂。这些泵通常包括各种输液模式,例如液体药剂以不变的流速连续输入的连续模式,或者输液速度逐渐增加,然后保持不变,最后逐渐减少的变速模式。而且,这些泵还包括病人指示需求药量的功能。典型的是,使用具有病人指示需求药量功能的泵的镇痛治疗被称作“PCA”或病人控制的止痛法。
对于PCA,很重要的是仔细记录病人已接受的药量,病人已要求的额外需求剂量的次数和实际已输入病人体内的需求剂量以及其它信息。这样的历史信息用于调整或“用滴定法测量”病人的药方。为了这样的目的,PCA输液泵具有非易失性存储器,输液参数可以存储到其中,也可以从其中取出。美国专利5,181,910公布了一种输液泵,它可编程,并具有整体控制器,在液体药剂输入病人体内的控制期间,整体控制器用于自动控制和确定泵两次工作之间的间隔,泵的工作对产生液体流速的大致线性增加或减少是必要的。整体控制器是泵表面上的键区,它具有由医务人员按下以对泵编程的键。这些泵还具有非易失性存储器,关于泵的输液参数可以存储到其中,也可以从其中取出。
具有整体的处理器或控制器的这些泵能够控制的典型参数包括:药剂输液速度、所控制的药剂容量或剂量、药物是否以丸药或连续输液的方式输送、控制发生的时间和/或泵工作的间歇时间。这些参数通常通过泵上的用户界面控制板(如泵表面上的键区)输入到泵控制器的非易失性电子存储器中。尽管输入控制泵工作的关于泵的参数相当的直接,仍然需要几分钟来指定所需的所有数据来确定给药的规程。更重要的是,每一次给泵编程来控制具体的药液,都有人为失误造成输入的参数不正确的危险。
除了“关于泵”的历史信息外,还另外需要用于病人医疗档案的“关于病人”的信息。这样,还需要恰当地对药物输液泵和病人对药物输液泵的使用进行监控,同时监控病人。将输液数据(如“关于泵”的信息)和病人数据(如“关于病人”的信息)结合在一起对形成完整的历史记录或病人档案是必要的。
本发明的受让人拥有的美国专利5,795,327公布了一种具有记录历史信息功能的输液泵。该泵包括与泵一体的控制器和使医务人员将程序参数输入泵的键区,该控制器能够在输液期间使泵进行多次液体药剂输液,每次输液在特定的时间以特定的速度进行。该装置具有非易失性存储器和在非易失性存储器中存储输液信息以形成“关于泵”的数据的完整历史记录的装置,“关于泵”的数据包括在输液期间与输液有关的数据。存储在非易失性存储器中的“关于泵”的输液数据可以包括在装置编程期间由医务人员通过整体的键区控制器手工输入到输液装置的已编程输液数据。这些人工编程的输液数据可以包括代表输液模式、输液流速、欲输液数量和输液开始时间的数据。输液数据还可以包括结果数据,它包括代表在输液期间每次输液进行的时间和进行每次输液的流速的数据。
除了存储输液数据,泵还自动记录额外的实时输液数据(如更多的“关于泵”的信息)。这些数据包括用户按下控制输液的泵的运行键和挂起键的次数;按下要求使用药丸的键的时间,它包括用于PCA需求剂量的药丸要求,是否按要求进行了药丸输入;发生任何警告和故障的时间;代表警告或故障类型的数据;和如果有的话,关于被锁定的输液模式的数据。
在人工编程和输液装置工作期间,如上所述在非易失性存储器中自动记录“关于泵”的输液信息,使操作者形成了装置的历史数据记录。这些信息后来能够从非易失性存储器中取出并用于各种目的,包括医疗目的,并确认规定的输液已经实际完成了。
另外,美国专利5,795,327公布了泵具有给病人提出多个问题要其回答的功能。这些问题显示在泵表面的显示屏上,答案通过与显示屏相邻的泵表面的键区输入。这些答案存储在泵的非易失性存储器里。这些问题特别地与病人的目前健康情况和/或病人的历史健康情况有关。输液装置可以具有一存储多组问题的非易失性存储器,并且提问病人的问题可以根据有关病人要接受或已接受的的输液类型的参数从多组问题中选出的一组里提出。这些问题组在装置的编程期间由医务人员通过泵上的整体键区手工输入到输液装置中。
这就产生了与药物输液泵的工作和数据的收集与合并以生成完整准确的病人档案有关的很多问题。一个问题是监控药物输液泵。另一个问题是监控存储在泵内的软件的准确运行。还有一个问题是装载和控制用于操作泵的不同的泵的应用程序。还有一个问题是从药物输液泵获得数据反馈。还有一个问题是将来自药物输液泵的数据反馈加入病人档案中。再一个问题是将泵的数据和关于病人的数据相结合。
产生的其它问题是控制可动输液泵的尺寸和重量。如已讨论的,由于泵设计为由病人佩戴,泵必须重量轻并便于携带。通过佩戴泵,病人能够尽可能地获得接近正常的生活方式,同时仍然接受所需要的药物供给。因此,泵的尺寸和重量很重要。已经开发了某些以注射器为基础的泵用作可动输液泵。以注射器为基础的泵需要外部联接装置,例如活塞杆以连接到注射器内的活塞上。活塞杆至少与注射器的流体腔一样长是必须的,这样注射器才能完全排空。联接装置需要设置在注射器外的驱动装置来移动活塞。另外,要求使用更大的箱体承放注射器、外部联接装置和相关的电源。这些额外的组件增加了泵的总长和重量。仍然存在的另一个问题是精确控制泵的输液速度。
本发明用于解决这些和其它问题。
发明概述
本发明提供了一种可动输液泵,在优选实施例中是以注射器为基础的可动输液泵。该泵具有注射器,注射器具有独特的自推动输液机从而将液体从注射器中排出并输入到走动的病人体内。
根据本发明的一个方面,可动输液泵具有有流体腔和内壁的注射器筒。该泵还有用于在注射器筒内推动流体的输液机,输液机具有用于接合注射器筒的一部分的构件以沿注射器筒直线移动输液机。
根据本发明的另一个方面,输液机全部设置在注射器筒内。
根据本发明的再一个方面,构件接合内壁以沿注射器筒直线移动输液机。构件是叉并且通常包括多个在圆周上相隔的叉。
根据本发明的再一个方面,流体腔具有第一长度并且输液机具有第二长度,其中第二长度小于第一长度。
根据本发明的还一个方面,公开了将液体输入到病人体内的一种方法。提供具有流体腔和输液方向的注射器筒。还提供了输液机,它具有用于接合注射器筒的一部分的构件。将输液机设置在流体腔内。通过将构件移动到与注射器的一部分操作接合从而在流体腔内直线驱动输液机。为驱动输液机,在输液方向上移动输液机的第一部分,同时第二部分保持静止从而限定出输液循环。然后移动第二部分,同时第一部分保持静止从而限定出一重新设置的循环。
下面结合附图说明本发明的其它特点和优点。
附图简介
为理解本发明,下面用举例的方式并参照附图进行描述。附图中:
图1是本发明可动输液泵的分解透视图;
图2是用于可动输液泵的可重复使用的输液机的后透视图;
图3是图2的可重复使用的输液机的前透视图;
图4是图1泵的更详细的前分解透视图;
图4a是本发明凸轮总成的凸轮的替代实施例的透视图;
图5是图1泵的更详细的后分解透视图;
图6是可重复使用的输液机的局部分解透视图;
图7是图1输液泵的局部剖面图;
图8是泵在一个输液循环开始时的局部剖面图;
图9是泵在输液循环开始时泵的剖面图;
图10A-10C是泵在输液循环开始时的剖面图;
图11是泵在输液循环结束时的局部剖面图;
图12A-12C是泵在输液循环结束时的剖面图;
图13是本发明可动输液泵另一个实施例的分解视图;
图14是图12泵的另一个分解透视图;
图15是图12泵的输液机在输液循环开始时的剖面图;
图16是图12泵的输液机在输液循环结束时的剖面图;
图17是图12泵的输液机在输液循环结束、弹簧处于松开位置时的剖面图;和
图18是现有技术的可动输液泵的分解透视图。
优选实施例详述
本发明包括多种不同形式的实施例,附图中显示的、并在此详述的是本发明的优选实施例。需要理解的是本说明将被认为是本发明原理的一个范例而不意味着将本发明广泛的范围限制在所阐释的优选实施例中。
现在详细参照附图,图1显示了本发明可动输液泵的一个实施例,全部标注为标号10。可动输液泵10大体包括注射器***12和可重复使用的输液机14。下面首先描述可动输液泵10的结构,然后描述泵10的操作。
注射器***12通常包括注射器筒16,活塞17和可拆卸的端盖18。下面将进一步详细描述的输液机14作为活塞或独立活塞的驱动机构工作,活塞沿注射器筒16的内壁滑动以将药剂排出注射器12。注射器筒16具有圆柱形的外壁20和内壁22。注射器筒还形成流体腔19以盛放药物。在第一端头24,注射器筒16具有路厄尖26,其上有进入注射器筒16内的孔28。在路厄尖26上能够装配路厄螺丝盖接头(未示)。注射器筒16的第二端头30做出了螺纹以接入端盖18。端盖18具有内孔32,在泵10初始装配时容纳输液机14的一部分。可以考虑将端盖18作为选装件,但希望并最好使用它。可以理解的是,在优选实施例中,注射器***12使用了常规的注射器筒,但可以在本发明的泵中使用其它类型和形状的液体容器。
注射器***12包括显示乱用的密封装置。该装置保证一旦在注射器筒16中装入药剂,病人或其他人如果搞乱了药剂就能很明显地看出他们接触了药剂。为实现这个目的,在注射器筒16上设置了接头34。在将端盖18拧入注射器筒16后,接头34与端盖18协同工作,这样在拧下端盖18之前必须拆掉接头。于是,如果接头34被拆掉了,就证明病人已经搞乱了泵10。注射器筒16和端盖18之间的螺纹连接提供了防溅密封。
如图2-图6所示,输液机14通常包括电子机座40和泵头42。输液机14通常作为注射器活塞工作或连接到活塞上以通过孔28排出药剂并与整套输液管(未示)相连以静脉输入到病人体内。电子机座40通常内装电子元件而且还包括驱动机构44,供能装置46和可编程计算机卡48(见图12)。如图4所示,驱动机构44包括DC马达50和齿轮箱52,用于驱动下面进一步详细描述的泵头42。马达50还能具有与马达转轴相连的编码器以精确监控马达的旋转。在一个优选实施例中,DC马达50是3伏马达并且直径只有10毫米。电子控制电路给马达提供能量脉冲以精确驱动马达50。
齿轮箱52具有适于连接到泵头42的驱动连接器54。如图2和图3所示,电子机座40上还装有供能装置46,供能装置46优选地是充电电池组的形式。机座40优选地由合成橡胶材料制成。机座40具有启动按钮56和IR通讯镜头58以及电池充电显示器60。还能够在输液机14上装配病人指示需要药量装置(“PCA”)。输液机14还能够具有装入其内的传感器以接收无线电传输,例如由病人操纵的远程控制件,病人能够在需要时指示泵10输送额外的药剂。这种PCA步骤可以通过智能卡48进行监控和录入。
机座还具有承放可编程计算机卡48的槽62。可编程计算机卡48存储运算法则并控制输液机的动作,从而控制泵10的输液速度。能够将多种不同的输液速度编入计算机卡48以适合具体的药物治疗。另外,数据通过RF连接能够加载到装置中。计算机卡48可以与名称为“医疗装置安全控制的方法和***”的美国专利6,039,251中公布的装置相似,本说明书参考该专利的全文,使之成为其中的一部分。
如图3所示,位于机座40的前端有活塞探测传感器64。如进一步详细描述的,活塞17包含在注射器12中。传感器64用于探测将输液机14***注射器筒16而没有推动活塞时的情况。这个特征将在有关泵10的操作中进一步详细描述。
图4-图11更详细地显示了泵头42。泵头42将驱动机构44的旋转运动转换为泵头42的直线运动,从而整个输液机14进行直线运动。泵头42通常包括凸轮总成66,第一叉总成68,第二叉总成70和前罩72。第一叉总成68和第二叉总成70与注射器12的一个部分配合以使输液机14沿注射器12移动。凸轮总成66具有内部的旋转的滚珠滚道74或凸轮74。凸轮74具有凸轮槽76。在优选实施例中,凸轮槽76通常是正弦曲线形状的,但它并不必须具有与正弦波一样的频率。例如,在本发明的优选形式中,槽76通过三个完整的上下运动循环沿凸轮74的圆周运动。可以理解的是可以采用其它形式的凸轮槽76。凸轮槽76是沿整个凸轮74的外缘做出的。凸轮总成66还具有滚珠轴承罩78,它承载在轴承罩78上沿周向相隔的多个滚珠轴承80。在优选实施例中,使用了三个精密的滚珠轴承80,但可以理解的是可以使用单个滚珠轴承80或者使用四个或多个滚珠轴承80。另外,滚珠轴承80是不锈钢的精密滚珠。轴承罩78套装在凸轮74外,滚珠轴承80***在凸轮槽76内。凸轮总成66还包括在凸轮74一端的第一推力轴承82和在凸轮74另一端的第二推力轴承84。如下所述,凸轮总成66的每一端连接在第一叉总成68和第二叉总成70上。
第一叉总成68具有马达机座86和有多个配合件的第一叉基架88,支臂或叉90从基架88沿半径方向向外伸出并在圆周上相隔。每个叉90在它的远端头具有叶片92,用于接合或扣紧注射器筒16的内表面。叉90铰接在基架88上。在一个优选实施例中,使用了五个叉90,但可以使用更多或更少的叉。
第一叉总成68还包括具有弹簧臂96的第一叉弹簧94,弹簧臂96相应地并优选地定位在与叉90对准的位置上。弹簧94连接到叉88上并朝电子机座40的方向(与输液机14运动方向相反的方向)对弹簧臂施加偏压。这样,弹簧94紧贴着注射器筒16的内壁22推动叉90,使叶片92与内表面22相接合。在一个优选实施例中,叉90和弹簧94能结合在一起,其中叉90能够整体铸出以提供偏压弹力。还可以理解的是,叉90可以设计成与叶片92或其它能够恰当地结合或扣紧注射器12的结构整体连接。为实现这个目的,注射器12可以使用不同的结构或材料特性以提高输液机14扣紧注射器12的能力。
马达机座86接入了驱动机构44并紧固地连接到驱动连接器54上。第一叉总成68还进一步连接到凸轮总成66上,马达机座86固定在滚珠滚道74内。如下面将描述的,凸轮总成66和第一叉总成68通过驱动机构44进行旋转。这样,第一叉总成固定到驱动机构上并且叉90被称为“固定的叉”90。另外,马达机座86固定到前罩72上。
相似地,第二叉总成70具有第二基架98和从基架98沿半径方向向外伸出的多个叉100。叉100也铰接在基架98上。在每个叉100的远端头有叶片102。叶片102接合或扣紧注射器筒16的内壁22。另外,第二叉弹簧104连接到第二叉94上。第二叉弹簧104在与输液机运动方向相同的方向上紧贴注射器筒16的内壁22拉动第二叉100并施加偏压。第二基架98还包括内部的环状凹槽103(图5),当完全装配好时,环状槽103容纳轴承罩78的滚珠轴承80。第二基架98具有与下面描述的前罩72相配合的孔106。第二叉100不与凸轮总成66一起旋转。然而,第二叉100沿注射器筒16进行直线运动并被称为“运动的叉”100。
前罩72具有圆柱形壳108。多个连接杆110从机座108伸出并接入到第二基架98上的孔106中。当泵10工作期间,第二叉总成70沿前罩72的连接杆110进行直线运动。前罩72通过连接杆110固定到电子机座40上。在优选实施例中,使用了五个连接杆110。
图6显示了大致装配好的输液机,但是分解了前罩72的壳108。驱动机构44固定在电子机座40内。齿轮箱52伸入到紧固了驱动连接器54的第一叉总成68的马达机座86中。轴承罩78的滚珠轴承80插在第二叉总成70的内孔103中并且也插在凸轮74的凸轮槽76内。这样,第二叉总成70就连接到凸轮总成66上。装配完毕,第一和第二叉总成68、70以套装的方式相互交叉。前罩72罩住了凸轮总成66,但叉90、100从前罩72的底部伸出。从而,输液机14完全装配好。
如图1所示,为准备好泵10来使用,要准备适当的I.V.导管(未示)以给病人进行静脉输液。当然正如本领域的技术人员熟知的那样,在不偏离本发明的范围内,泵10也能够用于给病人输送营养物质或腹膜透析溶液。根据所期望的治疗方案,在注射器筒16中首先注入预定的药剂量。设置一种可拆的手柄造型(未示),这样就能够用常规的方法灌注注射器12。此时,可以将路厄盖定位在孔28外。将合适的智能卡48***到输液机14上的槽62中,然后将输液机14***到注射器筒16的敞口端。按动输液机14上的启动按钮56。当输液机14在注射器12中开始运动之前有合适的延迟时间时,也可以在***注射器筒16之前按动启动按钮56。然后将盖18拧到注射器筒16上。接上显示乱用的接头。将I.V.导管连接到注射器筒16上并对病人进行静脉输液。输液机14将前行推动活塞17并准备好进行输液治疗。智能卡48决定了药物的输液流速。智能卡48既包括标准的治疗程序也包括由医务人员准备的常规临床医师的已编程卡。还需要指出的是将注射器12设计成这样,即通过注射器12的壁可以看到智能卡48。智能卡48的可视部分将显示病人的姓名和输液流速。
当输液机14***注射器12时,活塞探测传感器64应当检测到输液机14顶紧了活塞17。如果按下输液机14上的起动按钮56,但是输液机没有探测到活塞17,输液机14会以很快的速度向前推进(通过如下描述的泵头42组件的驱动),直到传感器64探测到活塞17。一旦出现这种情况,输液机14回复到智能卡44确定的已编程的输入流速。
图7-图12说明了在输液治疗期间泵10的操作。图7说明了输液机14与注射器12的滑动接合。为了清楚起见,某些零件没有在图7中示出。总的来说,输液机14以递增的步幅沿注射器筒16的内壁22运动,即,输液机14沿注射器12“行走”。每一个步幅被限定为一个输液循环。
如下所述,输液机14的组件进行几种不同的运动来直线移动输液机14。输液机移动几个步幅并且因此完成几个输液循环以移过注射器筒16上所要求的长度从而完成输液治疗。图8-图10说明了在输液循环开始时的输液机。第一叉总成68的第一叉90与注射器筒16的内壁22接合。同样,第二叉总成70的第二叉100与注射器筒16的内壁22接合。轴承罩78上的滚珠轴承80在凸轮槽76的正弦波形底部处套在槽76中。这一位置限定了输液的开始位置。输液机14的驱动机构44被启动,其中驱动装置44绕一个方向旋转从而转动凸轮74。当凸轮74转动时,滚珠轴承80沿凸轮槽76向上滚动。因为第一叉90以锁紧的方式顶在注射器筒16上,于是防止了输液机14沿注射器筒16向注射器12的端头盖18的任何运动。这样第一叉总成68保持了直线的固定。当轴承罩通过环状槽103连接到第二叉总成70上时,会对第二叉总成70和第二叉100施力以使其沿注射器筒16的内表面做直线运动,并且只需用很小的来自叉100的角度结构和叉100的受偏压位置的拖拽力。在这一运动期间,第二叉总成70沿前罩72的连接杆110移动。
在图12B中所示的本发明的优选形式中,滚珠轴承80从槽76的底部向其上部或顶部运动会使第二叉总成70和前罩72直线运动2.5mm。这一运动要求凸轮74旋转60度。这样,凸轮74旋转60度会将滚珠轴承80从正弦曲线状凸轮槽76的底部移动到顶部。当前罩72顶到活塞17时,活塞也沿注射器筒16直线移动2.5毫米。这样,这一直线运动会从注射器12内排出药剂,并通过合适的I.V.导管输入到病人体内。因此,当滚珠轴承80通过凸轮74的旋转沿凸轮槽76上升时,这一运动就转换成第二叉总成70的直线运动。这就是第二叉总成70的基本的直线运动,它使输液机14沿注射器12向下“行走”,然后移动活塞17并将药剂从注射器12中排出以输入病人体内。如图9所示,输液机14在箭头A表示的输液方向上移动活塞17。
在输液机14能够完成另一个输液循环之前,必须重新设置输液机14。为了重新设置,驱动机构44再次启动并在同一方向上进一步转动凸轮74。正位于正弦曲线状凸轮槽76顶部的滚珠轴承80沿正弦曲线状凸轮槽76向下运动到它的底部。这一运动会向后朝第一叉总成68的方向偏压第二叉总成70。因为第二叉100被施加了偏压以紧贴注射器筒16的内壁22并且与之相接合,于是就防止了第二叉总成70向后朝第一叉总成68的运动,这样就保持了固定。然而,第一叉总成68的第一叉90能够沿注射器筒16的内壁22滑动。因此,最小阻力的路径用于电子机座40、第一叉总成68和凸轮总成66向静止的第二叉总成70的直线运动。这样,输液循环和重新设置循环使输液机14在注射器筒16中“渐进”或“行走”。重新设置循环的结束会使泵10处于下一个输液循环的开始。重新设置循环也要求大约60度的旋转。驱动机构44再次启动而输液机14完成另一个输液循环。凸轮74旋转一整圈(360度)包括三组输液循环(60度)和三组重新设置循环(60度)。根据智能卡的指示,输液循环和重新设置循环能够一直继续直到完成输液治疗。例如,当活塞17触到注射器12的一个端壁时,将输液治疗典型地设计为完成。当发生这种情况时,输液机14将不能移动而且马达50将开始停转。与马达50相连的电子元件将探测增加的回流电流(current draw)然后关闭输液治疗程序。
正如能够理解的,叉90、100设计成特定长度并以这样一个角度装配,即当输液机14在注射器12中向下运动时,叶片92、102有很小的拖拽力以摩擦接合沿注射器筒16的内壁22运动。然而叉98、100的设计是这样的,即如果对活塞17在相反方向上施加力,例如向后的压力,叉90、100将会锁定而不会允许输液机14“向后驱动”沿注射器12往回上行。
在本发明的优选形式中,叉90、100能够承受大约50磅的力。这样,第一和第二叉总成68、70的叉90、100就防止了输液机14朝注射器12的端盖18方向的运动。于是,在操作期间,输液机14只能朝具有孔28的注射器筒16的第一端头24的方向运动。
提供了弹簧松开机构,一旦输液机14将活塞推到注射器12的第一端头24,就允许将输液机14从注射器筒16上卸下。提供了这样一种机构,即第一和第二叉总成68、70的叉90、100偏向电子机座40。这会从注射器筒16的内壁22释放叉90、100的叶片92、102。然后,在这个“弹簧松开位置”上,输液机14能够从注射器筒16上卸下。卸下盖18并翻转注射器筒16以允许输液机14滑出注射器筒16。于是就分开了盖18和注射器筒16。输液机14上的电池组46能够从输液机14上卸下并在充电站充电,或装入另外一块智能卡44,从而能够再次将输液机14用于另一个输液治疗(只要电池的状态指示它具有完成另一次完整治疗的足够的电量)。
正如能够理解的,凸轮总成66能够采用其它形式。图4a显示了另一个具有与凸轮74结构不同的凸轮150的凸轮总成66。凸轮150具有沿凸轮150的螺旋形的凸轮槽152。在优选实施例中,凸轮150具有三个凸轮槽152。这样,这个凸轮150能够以与凸轮74相似的方式移动第二叉总成70。然而,为了进行重新设置循环,驱动机构44在相反方向上驱动凸轮152,使滚珠轴承80往回滑落到凸轮槽152中。
图13-图17显示了本发明可动输液泵的另一个实施例。泵200通常包括注射器***212和输液机214。象泵10的输液机14一样,本实施例的输液机214也沿注射器***212“行走”。然而,本输液机214具有不同机构来沿注射器***212移动注射机214。
本输液机214具有与输液机14相似的驱动机构。然而,本输液机还包括盘式驱动总成220,它使输液机214沿注射器212行走。盘式驱动总成220通常包括导引螺丝222,第一盘组件224和第二盘组件226。导引螺丝222具有第一部分228和第二部分230。第一部分228在一个方向上具有螺纹(例如左旋螺纹),而第二部分230在相反的方向上具有螺纹(例如右旋螺纹)。第一盘组件224具有第一盘232和多个第一叉234。第二盘组件226具有第二盘236和多个第二叉238。第一盘232具有螺纹并装配在导引螺丝222的第一部分228上。第二盘236具有螺纹并装配在导引螺丝222的第二部分230上。
如图15和图16所示,当驱动机构驱动并在一个方向上转动导引螺丝222时,盘232、236转动并被迫相互分离。与前述实施例相似,第一叉234接合注射器212并锁定。这样,第二盘组件226沿注射器212运动,第二叉238沿注射器212的内壁滑动。与上面描述的相似,这样的运动在注射器212内推动活塞240以排出药剂并输入到病人体内。这样,就完成了一个输液循环。这时候输液机214必须重新设置。为了重新设置,驱动装置驱动以转动导引螺丝222,但是是在相反的方向上。这将迫使盘组件224、226相向移动。第二叉238紧贴注射器212锁定以防止运动。这样,第一盘组件224,紧接着是输液机214的其余部件朝第二盘组件226移动。现在,泵200已准备好做下一个输液循环。导引螺丝222的旋转运动会产生输液机214沿注射器212的直线运动或行走。图17显示了在输液治疗结束时的弹簧松开位置,其中导引螺丝222旋转使盘232、236靠拢并对叉234、238施加偏压以使之脱离与注射器212的接合。在这个位置上,输液机214能够从注射器212上卸下。
本发明的输液泵能够使用多种不同布局,其中输液泵能够沿注射器***做直线运动或行走。其它布局包括能够沿固定在注射器筒内壁上的导轨运动的动力轮总成。也可以使用小型液压***。还可以使用螺线管***。还可以使用抓紧注射器的铰链臂。
可以理解的是,在优选实施例中,叉90、100接合或扣紧注射器筒16的内壁22。还可以理解的是,输液机14能够具有接合或扣紧注射器12的其它部分或与注射器相连的其它组件的接合件,以在其中运动。例如,注射器12可以装配有纵向连杆,输液机14抓住该连杆并沿其运动。连杆可以通过为输液机14设置的孔或者全部密封在其中。
这样,本发明提供了一种重量非常轻并且便于携带的可动输液泵。因为输液机14通过它自己的机构沿注射器12行走,因此不需要象现有技术的泵(见图18)特别需要外部联接装置来驱动活塞。这就消除了为泵10额外增加外箱的必要。注射器***12自身就作为整个泵10的外箱,使得它更紧凑并更容易地被病人戴在身上。
如讨论过的,如图18所示,现有技术以注射器为基础的输液泵需要外部联接装置以连接到活塞上从而沿所要求的注射器长度移动活塞。这就增加了泵的总长。在本发明中,注射器筒16限定了具有第一长度L1的流体腔19。输液机14具有第二长度L2。与现有技术的装置不同,长度L2小于长度L1。在现有技术的装置中,为了全部排空流体腔,活塞机构,即,活塞和推动活塞的伸长臂的长度要求至少是流体腔的长度。但在本发明中,输液机自己做直线运动,这样就不需要外部联接装置。相反,输液机14在注射器12中是自驱动的。这样,行走的输液机14允许输液机14的长度小于限定流体腔的注射器筒16的长度。泵10不需要从注射器筒16伸出的结构来施加力并作为传递表面。这不必要是因为输液机一旦***注射器12就做直线运动,而无须从注射器12的外部施加外力。
而且,因为输液机自己具有沿注射器做直线运动的机构以排出流体,输液机能够全部设置在注射器筒内。这也允许使用端盖从而能够以防水的方式完全并紧固地闭合注射器。
尽管已经阐释并描述了具体的实施例,还可以想出大量的变型而不脱离本发明的精神,并且本发明的保护范围仅由所附的权利要求的范围限定。
Claims (56)
1.一种用于具有流体腔和内壁表面的注射器筒的输液泵,该泵包括:
用于从注射器筒排出流体的输液机,该输液机具有接合注射器筒的一部分以使之沿注射器筒直线移动的构件。
2.根据权利要求1所述的输液泵,其特征在于,输液机全部设置在注射器筒内。
3.根据权利要求1所述的输液泵,其特征在于,所述构件以沿注射器筒直线移动输液机的方式与内壁接合。
4.根据权利要求3所述的输液泵,其特征在于,所述构件是叉。
5.根据权利要求4所述的输液泵,其特征在于,所述构件是多个在周向上相隔的叉。
6.根据权利要求1所述的输液泵,其特征在于,所述输液机包括电池驱动的马达和泵头。
7.根据权利要求1所述的输液泵,其特征在于,所述流体腔具有第一长度,输液机具有第二长度,其中第二长度小于第一长度。
8.一种用于具有流体腔和内壁表面的注射器筒的输液泵,该泵包括:
具有壁接合构件的输液机,该构件在注射器筒内移动输液机,该输液机全部位于流体腔内。
9.根据权利要求8所述的输液泵,其特征在于,所述构件是叉。
10.根据权利要求9所述的输液泵,其特征在于,所述构件是多个在周向上相隔的叉。
11.根据权利要求8所述的输液泵,其特征在于,所述输液机包括电池驱动的马达和泵头。
12.根据权利要求8所述的输液泵,其特征在于,流体腔具有第一长度,输液机具有第二长度,其中第二长度小于第一长度。
13.一种输液泵,包括:
具有流体腔和内壁表面的注射器筒;和
从注射器筒排出液体的装置,该装置全部设置在流体腔内。
14.根据权利要求13所述的输液泵,其特征在于,所述排出液体的装置是输液机。
15.根据权利要求14所述的输液泵,其特征在于,所述输液机包括马达和用于接合注射器筒以在流体腔内直线移动输液机的构件。
16.根据权利要求15所述的输液泵,其特征在于,所述构件与内壁表面接合而在注射器筒内直线移动输液机。
17.根据权利要求16所述的的输液泵,其特征在于,所述构件是叉。
18.根据权利要求17所述的输液泵,其特征在于,所述构件是多个在周向上相隔的叉。
19.根据权利要求15所述的输液泵,其特征在于,所述流体腔具有第一长度,输液机具有第二长度,其中第二长度小于第一长度。
20.一种用于从注射器筒的流体腔排出液体的泵送机,该泵送机包括:
具有转轴的马达;
连接到转轴上以接合注射器筒的一部分的第一构件;
用于接合注射器筒的一部分的第二构件;
连接到转轴上的第三构件,第二构件连接到第三构件上并且对转轴的旋转做出反应,第二构件独立于第一构件做直线运动。
21.根据权利要求20所述的泵送机,其特征在于,第一构件是叉。
22.根据权利要求21所述的泵送机,其特征在于,第二构件是叉。
23.根据权利要求20所述的泵送机,其特征在于,第一构件是多个在周向上相隔的叉。
24.根据权利要求20所述的泵送机,其特征在于,第三构件是凸轮,该凸轮对转轴的旋转做出反应,使输液机在流体腔内直线移动。
25.根据权利要求24所述的泵送机,其特征在于,凸轮是圆柱形筒并在外表面具有迂回的凹槽。
26.根据权利要求24所述的泵送机,其特征在于,凸轮是圆柱形筒并具有带右旋螺纹的第一部分和带坐旋螺纹的第二部分。
27.一种对病人输液的方法,包括:
提供具有流体腔和输液方向的注射器筒;
提供具有与注射器筒的一部分接合的构件的输液机;
在注射器筒内定位输液机;和
通过将构件移动到与注射器筒的一部分操作接合,在流体腔内直线驱动输液机。
28.根据权利要求27所述的方法,其特征在于,所述构件具有第一部分和第二部分,其中驱动输液机的步骤包括下列步骤:
第一步,在输液方向上移动第二部分同时第一部分保持不动;和
第二步,紧接着第一步,在输液方向上移动第一部分同时第二部分保持不动。
29.根据权利要求28所述的方法,其特征在于,所述第一部分是第一叉。
30.根据权利要求29所述的方法,其特征在于,所述第二部分是第二叉。
31.根据权利要求1所述的输液泵,其特征在于,该输液泵是可动输液泵。
32.根据权利要求20所述的泵送机,其特征在于,转轴进一步旋转时,第一构件独立于第二构件沿注射器筒做直线运动。
33.一种输液泵,包括:
具有第一长度的注射器筒;
设置在注射器筒内并能够沿注射器筒做直线运动的输液机;该输液机具有第二长度,第二长度小于第一长度。
34.根据权利要求33所述的输液泵,还包括设置在输液机邻近处的活塞,其中输液机和活塞限定了第二长度。
35.一种用于具有流体腔和内壁的注射器筒的输液泵,该注射器筒具有孔以允许液体从该孔出入,该输液泵包括:
设置在注射器筒内的输液机,该输液机包括:
马达;
连接到马达以由马达旋转的凸轮,该凸轮具有有第一部分的凸轮槽;
与马达相连的第一构件,用于接合内壁;
第二构件,用于接合内壁并设置为***凸轮槽中;
其中马达转动凸轮,第一构件锁紧内壁并且第二构件沿凸轮槽的第一部分设置,第二构件在输液方向上沿注射器筒做直线运动从而限定出输液循环,在输液循环中液体从流体腔中排出。
36.根据权利要求35所述的输液泵,其特征在于,凸轮槽具有第二部分,当马达进一步旋转时,第二构件沿第二部分运动,第二构件锁紧内壁,第一构件、凸轮和马达在输液方向上沿注射器筒做直线运动从而限定出重新设置循环。
37.根据权利要求36所述的输液泵,其特征在于,马达进一步旋转从而完成多个输液循环和重新设置循环,其中输液机沿注射器筒行走以从注射器筒中排出液体。
38.根据权利要求35所述的输液泵,其特征在于,注射器筒具有第一长度并且输液机具有第二长度,第二长度小于第一长度。
39.根据权利要求35所述的输液泵,还包括相邻于输液机定位的活塞,其中输液机和活塞限定出第二长度。
40.根据权利要求35所述的输液泵,其特征在于,输液机全部设置在注射器筒内。
41.根据权利要求35所述的输液机,其特征在于,凸轮槽的第一部分是向上的部分,而凸轮槽的第二部分是向下的部分。
42.根据权利要求35所述的输液泵,其特征在于,凸轮槽大体是正弦曲线形状。
43.根据权利要求35所述的输液泵,其特征在于,第一构件是连接到马达上的第一叉总成,该第一叉总成具有多个适于与内壁接合的第一叉。
44.根据权利要求35所述的输液泵,其特征在于,第二构件是具有多个适于与内壁接合的第二叉的第二叉总成,该第二叉总成具有设置为沿凸轮槽运动的轴承组件。
45.根据权利要求35所述的输液泵,还包括设置在注射器筒内并与输液机接合的活塞。
46.根据权利要求45所述的输液机,还包括设置在第一和第二构件处的罩,该罩与活塞接合。
47.根据权利要求35所述的输液机,其特征在于,注射器筒具有可卸下地紧固到注射器筒上的端盖,其中输液机被完全装入注射器筒内。
48.根据权利要求43所述的输液机,还包括连接到第一叉的第一弹簧,对第一叉施加偏压以贴紧内壁。
49.根据权利要求44所述的输液机,还包括连接到第二叉的第二弹簧,对第二叉施加偏压以贴紧内壁。
50.一种用于具有内壁表面的流体腔的输液泵,该泵包括适于沿内壁表面做直线运动的自推进活塞,其中盛放在流体腔内的流体从流体腔内排出。
51.根据权利要求50所述的输液泵,其特征在于,活塞通过与内壁表面接合而沿内壁表面运动。
52.根据权利要求50所述的输液泵,其特征在于,自推进活塞全部设置在流体腔内。
53.一种用于具有内壁表面的注射器筒的输液泵,该输液泵包括:
定位为与内壁表面进行面-面接合的活塞;和
沿内壁表面推进活塞的装置,该装置全部设置在注射器筒内。
54.一种用于具有内壁表面的流体腔的输液泵,该输液泵包括输液机,该输液机可沿内壁表面行走并从流体腔内排出液体。
55.一种可动输液泵,包括:
具有流体腔和内壁的注射器筒,该注射器筒具有孔以允许液体从该孔排出;
设置在注射器筒内的活塞;
设置在注射器筒内的马达;
连接到马达上以由马达转动的凸轮,该凸轮具有带向上部分和向下部分的凸轮槽;
连接到马达的第一叉总成,该第一叉总成具有多个与内壁接合的第一叉;
具有多个与内壁接合的第二叉的第二叉总成,该第二叉总成具有沿凸轮槽设置的轴承,该第二叉总成设置为与活塞相邻;
可卸下地紧固到注射器筒上的端盖;
其中,马达转动凸轮,第一叉锁紧内壁,轴承总成沿凸轮槽的向上部分设置,第二叉总成在输液方向上沿注射器筒做直线运动,因此使活塞沿注射器筒运动从而限定出输液循环,在输液循环中液体从流体腔中排出;
马达进一步转动凸轮时,轴承总成沿凸轮槽的向下部分运动,第二叉锁紧内壁,并且第一叉总成、凸轮和马达沿注射器筒进行直线运动从而限定出重新设置循环。
56.一种可动输液泵,包括:
具有流体腔和内壁的注射器筒,该注射器筒具有孔以允许液体从该孔排出;
设置在注射器筒内的活塞;
设置在注射器筒内的马达;
具有第一部分和第二部分的螺丝,该第一部分具有第一方向的螺纹,该第二部分具有一般与该第一方向相反的第二方向的螺纹;
具有第一盘和多个第一叉的第一盘组件,该第一盘具有与第一部分螺纹相接合的螺纹,该第一叉与内壁接合;
具有第二盘和多个第二叉的第二盘组件,该第二盘具有与第二部分螺纹相接合的螺纹,该第二叉与内壁接合,该第二盘组件设置为与活塞相邻;
可卸下地紧固到注射器筒上的端盖;
其中,当马达在第一方向上转动螺丝时,第一盘螺纹与第一部分螺纹啮合,第二盘螺纹与第二部分螺纹啮合,盘被迫相互远离,第一叉锁紧内壁,第二盘和第二叉在输液方向上沿注射器筒做直线运动,因此使活塞沿注射器筒运动从而限定出输液循环,在输液循环中液体从流体腔中排出;
当马达在与第一方向相反的第二方向上转动螺丝时,盘受迫相互靠近,第二叉锁紧内壁,并且第一叉总成、螺丝和马达沿注射器筒做直线运动从而限定出重新设置循环。
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