專利名稱：具有與液體隔離的置換裝置的泵模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及泵，特別是涉及用于醫(yī)學(xué)液體分配系統(tǒng)的泵模塊。
背景技術(shù)：
多種已知的泵被用于分配醫(yī)學(xué)液體。注射器單獨或與注射泵聯(lián)用，被廣泛用于 分配相對少量的醫(yī)學(xué)液體，所述醫(yī)學(xué)液體中可含有高濃度藥物。注射器的最大容積通常 是60mL。這一劑量分配完以后，醫(yī)護人員必須更換用完的注射器來繼續(xù)給藥。因此， 注射器不能用于大劑量應(yīng)用，例如在不同的環(huán)境下向有需要的患者大劑量供血或者向燒 傷患者分配大劑量液體(例如生理鹽水)。當(dāng)與泵聯(lián)用時所述泵會自動操作注射器的單一柱塞或活塞。通常所述柱塞尖端 是柔軟橡膠制成的。當(dāng)所述柱塞被推動以便分配液體，所述尖端被壓縮并壓迫到注射器 的外壁。當(dāng)停止后活塞再次移動就會發(fā)生“黏附”，所述“黏附”這一術(shù)語在本領(lǐng)域是 源自結(jié)合動、靜態(tài)摩擦力而成的粘附能力。這種間歇操作，需要力來克服"黏附"，開 始移動活塞可導(dǎo)致在開始時有大量液丸或液體正壓力被分配，而這是應(yīng)當(dāng)避免的。已知用于大劑量醫(yī)學(xué)液體分配系統(tǒng)的泵包括蠕動泵，各種隔膜泵，和單活塞 泵。盡管每一類都已經(jīng)成功應(yīng)用，它們?nèi)悦鎸μ囟ㄔO(shè)計和/或應(yīng)用的挑戰(zhàn)。例如，由于 蠕動泵內(nèi)液流通道通常是開放的，液體可能因疏忽而供給患者。如果從液體源(例如靜 脈注射袋)連到泵入口部分的管子沒有被夾緊，這種情況就會發(fā)生。同樣，形成通常開 放流道的管的持續(xù)壓縮也導(dǎo)致管疲勞，因此需要更換管，而這會增加系統(tǒng)操作成本。蠕動泵也受到液壓頭高度的影響，液體源在所述泵上方的位置會導(dǎo)致泵流速錯誤。已知有大體積單活塞泵，但其不具有恒定流速。這是因為有所謂的"死時間" 發(fā)生，對于每個泵循環(huán)，當(dāng)活塞泵抽預(yù)設(shè)體積的液體后，泵的輸出閥被關(guān)閉，活塞被抽 回，活塞腔被重新灌注液體。恒定流速的缺失是應(yīng)當(dāng)避免的，因為特定藥物的半衰期是 以秒計算的。如果醫(yī)學(xué)液體沒有在這一個或兩個半衰期內(nèi)分配給患者并被吸收，醫(yī)學(xué)液 體就無效了。流速恒定對于分配高效醫(yī)學(xué)液體是非常重要的。已知用于大劑量醫(yī)學(xué)液體分配系統(tǒng)的隔膜泵包括具有單彈性隔膜且配有用于隔 膜形變及醫(yī)學(xué)液體分配的活塞。這類隔膜泵也還包括與泵的進口和出口端相通的彈性止 回閥。這些止回閥的柔性使得閥的突破壓(開啟或閉合閥門所需的壓力)變化，而這進而 會影響流速恒定。由于所分配的醫(yī)學(xué)液體流速波動導(dǎo)致的流速不恒定是與前述討論的" 死時間"導(dǎo)致的缺乏恒定流速一樣是應(yīng)當(dāng)避免的。另一個與之具有彈性隔膜的泵相關(guān)的 挑戰(zhàn)是，在灌注循環(huán)中隔膜變形并貯存勢能。這個勢能在泵循環(huán)中被釋放，這會導(dǎo)致在 分配初期有大量液丸形成。這一暫時性的液流峰值也影響流速恒定，因此也是應(yīng)當(dāng)避免 的。另一用于分配大體積醫(yī)學(xué)液體已知隔膜泵包括兩個彈性隔膜，其以交互的方式 運行。這種泵不具有彈性止回閥以及相應(yīng)的問題。然而，在一些情況下，作為單活塞隔膜泵，所述柔性彈性隔膜在液流灌注循環(huán)中被施壓形變并貯存勢能。因此，當(dāng)相對應(yīng)的 在開始泵循環(huán)時輸出閥被開啟，可能有大量液丸被分配，甚至無需活塞運動，而這是應(yīng) 當(dāng)避免的。因此需要建立一個隔膜泵來減少液丸效應(yīng)。其它與醫(yī)學(xué)液體泵相關(guān)的挑戰(zhàn)是，基于醫(yī)院感染控制程序的要求，當(dāng)使用到預(yù) 設(shè)的、相對短的一段時期后，需要更換泵的部件。這種更換必須是非常迅速且成本高。 醫(yī)學(xué)液體分配系統(tǒng)組件中暴露于被分配的液體或者被其所潤濕的組件包括，供液和輸液 管，以及泵暴露于所述醫(yī)學(xué)液體的部分。由于需要在相對短的時間內(nèi)更換這些組件，因 此需要提供一種泵模塊可以簡便且低廉的方法更換。

發(fā)明內(nèi)容
基于前述以及本發(fā)明，一種用于醫(yī)學(xué)液體分配系統(tǒng)的泵模塊包括具有第一和第 二部分的泵體。第一和第二液腔形成于所述第一和第二部分中一個或全部的內(nèi)部。所述 第一和第二部分中一個或全部進一步包括一個液流網(wǎng)絡(luò)，其用于從一個液體源向所述液 腔供應(yīng)液體然后在所述泵模塊操作期間將所述液體從所述液腔排出。至少一個膜與所述 第一和第二液腔可操作地連接，第一和第二傳動器分別可操作地連接所述膜和所述第一 和第二腔。傳動器引發(fā)的膜移動式的液體從所述液腔排出。所述泵模塊的第一部分可以是后部，所述第二部分可以是遮蓋部分。所述液腔 可以形成于所述后部之中。所述膜可被置于所述后部和遮蓋部分之間。所述遮蓋部分可 具有第一和第二開口，所述開口于所述第一和第二液腔相對應(yīng)。所述第一和第二開口使 得第一和第二傳動器移動所述膜。所述第一和第二傳動器分別具有第一和第二液體隔離 的置換裝置，其接觸膜以便將液體從所述第一和第二液腔排出。所述置換裝置可為柱塞。所述第一和第二液腔可為所述后部的凹槽。所述泵體可為非順從性材料制成。所述第一和第二傳動器可彼此獨立操控。泵的后部可包括至少一個推點。所述推點可以阻斷液流網(wǎng)絡(luò)中的液流。遮蓋部 分可包括一個與所述推點相對應(yīng)的開口。第三個置換裝置在所述推點和開口處于所述膜 可操作地連接。所述泵體可包括至少一個液閥，其可以阻斷在所述液流網(wǎng)絡(luò)中的液流。所述第一和第二液腔可被所述膜液封。所述膜可包括第一和第二膜，其中所述 第一和第二膜可分別連接到所述第一和第二腔。所述第一和第二液腔可由所述膜和O型 環(huán)液封。所述第一和第二液腔可包括一個內(nèi)徑，其與所述置換裝置的外徑完全接觸置換裝置。基于本發(fā)明的第二方面，制造用于醫(yī)學(xué)液體分配系統(tǒng)對泵模包括使用非順從性 材料以形成具有第一和第二部分的泵體；在所述第一和第二部分至少一個中形成第一和 第二液腔；至少在所述第一和第二部分中形成液流網(wǎng)絡(luò)用于從一個液體源向所述液腔供 應(yīng)液體并在所述泵操作期間從所述液腔排出液體；在所述第一和第二部分中另一個形成 第一和第二開口，其中所述開口分別與所述第一和第二腔相對應(yīng)；在所述第一和第二部分之間定位膜以液封所述液腔和所述液流網(wǎng)絡(luò)；設(shè)置第一和第二傳動器，其分別與所述 第一和第二液腔位置相關(guān)，并可操作地連接所述膜以便移動所述膜并從所述第一和第二 腔排出液體；在所述第一和第二部分之間定位所述膜并將所述第一和第二部分緊固在一 起。所述方法進一步包括在液流網(wǎng)絡(luò)中形成至少一個推點。所述方法進一步可包括 形成使得所述第一和第二開口內(nèi)徑與所述第一和第二傳動器外徑之間無縫隙的步驟。另外，所述方法可包括拉緊所述膜直到所述后部和遮蓋部分毗鄰并保持這一拉 力的步驟?；诒景l(fā)明第三方面，用于在醫(yī)學(xué)液體分配系統(tǒng)中泵送液體的方法，包括設(shè)置 具有第一和第二部分的泵，其中所述第一和第二部分中至少一個包括第一和第二液腔和 一個液流網(wǎng)絡(luò)，其中至少一個膜被置于所述第一和第二部分之間。液體從液流網(wǎng)絡(luò)供應(yīng) 到所述液腔。所述膜被置于所述液腔進而將液體從所述液腔排入液流網(wǎng)絡(luò)并排出泵。所述方法可以進一步包括啟動第一泵循環(huán)以便將至少部分液體移出所述第一液 腔，并在所述第一泵循環(huán)完成前啟動第二泵循環(huán)以便將至少部分液體排出所述第二液 腔。泵送的步驟可以進一步包括在所述第一泵循環(huán)后且在第二泵循環(huán)中再灌注所述第一 液腔的步驟。所述方法可以進一步包括在完成所述第二泵循環(huán)并在第三泵循環(huán)中灌注所 述第二液腔。


在附圖幫助下以及隨后的描述，本發(fā)明的其他特點和優(yōu)點可以更好地被理解， 其中圖1是向患者靜脈內(nèi)分配醫(yī)學(xué)液體的系統(tǒng)的示意圖，其中包括基于本發(fā)明的 泵；圖2是圖1中所述泵的透視圖；圖3A泵模塊剖視圖；圖3B是圖3A中泵模塊透視圖；圖3C是圖2所示并基于 本發(fā)明的帶有置換裝置的泵模塊第所述第一或第二部分的剖視圖；圖4是圖2，3所示泵的側(cè)視圖；圖5A-5D為一系列如圖3剖視圖所示泵部分的主視圖，其顯示在不同泵操作狀 態(tài)的泵推點的位置；圖6A-6D為一系列如圖3剖視圖所示泵部分的主視圖，其顯示在不同泵操作狀 態(tài)的泵閥的位置泵；圖7為示意圖，其顯示泵控制系統(tǒng)可用于圖2，3，4A-4B，5A-5D和6A-6D所 示的泵中；圖8是具有活塞傳動器組件的泵模塊的剖視圖。
具體實施例方式參照附圖，圖1所示系統(tǒng)10用于向患者靜脈分配醫(yī)學(xué)液體，所述系統(tǒng)10包括基 于本發(fā)明的泵12。泵12可被置于一個框架14內(nèi)，并可電連接到控制器16，該控制器也 可置于所述框架14內(nèi)，用于控制泵12的操作。
泵12的液體輸入口(圖1未示出)液體連接到一個液體源以便向患者分配該液 體。適宜的液體源可包括袋20，統(tǒng)稱為靜脈注射袋，其內(nèi)含有液體22。所述液體22可 包括本領(lǐng)域已知的不同的藥品，也可包括其它液體，例如生理鹽水。所述系統(tǒng)10進一步 包括一個管24所在的第一區(qū)，其包括單根管或多根互連管。管24可穿過框架14的管 入口 18，然后通過一個或多個導(dǎo)管和液體連接頭(未示出)液體連接到泵12的液體入口 (圖1未示出)。管24另一端為針尖26，其可以刺入靜脈注射袋20的端口 28.系統(tǒng)10還包括管30所在的第二區(qū)，其包括單根管或多根互連管。管30可穿過 框架14的管出口 32，過一個或多個導(dǎo)管和液體連接頭(未示出)液體連接到泵12的液體 出口(圖1未示出)。管30另一端為導(dǎo)管34，其插入患者胳膊36的靜脈中。參照圖2-4，所述泵12的示意圖如圖1所示。如圖2所示，泵12是一個活塞 泵，包括泵體50，其適于安裝在一個固定結(jié)構(gòu)上，例如支撐結(jié)構(gòu)52。在所示的實施例中 支撐結(jié)構(gòu)52進一步包括底盤52a和一個垂直延伸部件52b，其從底盤52a.向上延伸。然 而，所述泵體50可被安裝在不同的固定結(jié)構(gòu)上。在所示實施例中，所述泵體50通過傳 動器(這些傳動器的首要目的在下面詳述)固定到所述垂直延伸部件52b?；蛘撸霰?體50通過多個常規(guī)緊固件(例如螺釘58)被固定到垂直延伸部件52b，所述螺釘穿過襯 套進入或穿過所述垂直延伸部件52b。然而，泵體50可以其它適宜的方式安裝到結(jié)構(gòu)52 上。泵體50包括第一和第二部分，并可由非柔性材料制成。適宜的材料包括多種塑 料，例如丙烯酸材料或各種聚碳酸酯。所述第一和第二部分可以是，例如圖3所示，后 部54和遮蓋部分56，其中所述后部包括第一和第二液腔62a，62b。液腔62a和62b由 噴射塑?；蚱渌m宜的制備工藝在所述第一和第二部分中一個或兩個的內(nèi)部可被制成凹 槽。圖3所示后部54包括所述液腔62a，62b，其適于泵體50的所述第一和第二部分的 易于互換的特性。每個所述液腔62a，62b包括一個內(nèi)表面64，其分別限定形成于泵體50 內(nèi)的第一和第二內(nèi)腔66a，66b，以使得每個所述腔62a，62b適于容納液體，下面詳述。 至少一個液體輸入口 68 (所示為兩個液體輸入口 )可形成于泵體50內(nèi)，每一個置于所述 腔62a，62b中一個的一端。至少一個液體輸出口 69可形成于泵體50內(nèi)，置于所述腔 62a, 62b的另一端，進行液體卸料，下面詳述。所述第一和第二液腔62a，62b成型于后部54中，分別限定第一和第二內(nèi)腔 66a, 66b。此處所示內(nèi)腔66a，66b大體為圓柱形，由所述內(nèi)表面64限定，所述內(nèi)腔 66a, 66b可為適于特定實施例的形狀以便于實施，并為制備活塞泵的本領(lǐng)域技術(shù)人員易 于接受。每個所述液腔62a，62b進一步包括至少一個接頭管74以使得所述液腔62a， 62b和所述液流網(wǎng)絡(luò)72液體連通。也就是，所述內(nèi)表面64的液腔62a，62b包括一個接 頭管74向外遠離所述內(nèi)腔66并朝向液流網(wǎng)絡(luò)72的方向橫向延伸。這樣，液體可以進入 或從所述液腔62a，62b排出，其方法討論如下。所示接頭管74大體為半圓形，可以理 解這樣的形狀是非限制性的。進一步的，如圖所示，如果需要可以有多個接頭管74用于 提供所述腔62a，62b與液流網(wǎng)絡(luò)72液體連通。液腔62a和62b在本實施例中形狀相同，大體為圓柱形，基于本發(fā)明的液腔62a 和62b可以是其他示出或未示出的形狀。泵12進一步包括一對兒液體置換裝置92 (參見圖3C)。所述液體置換裝置92可機械連接到泵體50并可操作地延伸入所述液腔62a和62b中的一個，其中液體被排出腔 62a, 62b中相應(yīng)的一個。另外，所述液體置換裝置被設(shè)置為與所述泵體50密封接合，下 面詳述。所述液流網(wǎng)絡(luò)72可進一步包括至少一個推點76，但在示例中包括六個分開的推 點76a-f。這些推點，如圖3所述，包括一個位于泵體50的所述后部54內(nèi)的所述液流網(wǎng) 絡(luò)72內(nèi)的輕微凹陷部分，這樣當(dāng)推壓點被推壓，所述液流網(wǎng)絡(luò)72內(nèi)的液流被阻斷。另 外，液流阻斷的細節(jié)見下文。參見圖3B，泵體50的所述遮蓋部分56，即所述第二部分，被示出。所述遮蓋 部分56可以由非柔性材料制成，如前所述，與所述后部54形狀大體相同。如圖3B所 示，所述遮蓋部分56包括第一和第二開口 78a，78b，其與所述第一和第二液腔62a，62b 空間對應(yīng)。也就是說，一旦所述后部54和遮蓋部分56被對準(zhǔn)，如圖3B，所述遮蓋部分 56的所述第一和第二開口 78a，78b被直接置于所述后部54的所述第一和第二液腔62a， 62b之上。所述第一和第二開口 78a，78b可在制備所述遮蓋部分56時噴射塑膜而得，或 以本領(lǐng)域其他已知方法制得。所述遮蓋部分56可以進一步包括至少一個孔80，其與所述后部54的至少一個推 點76相對應(yīng)。推點76的操作以及相應(yīng)的孔80在下文進行說明。膜82被置于所述后部65和遮蓋部分56之間，液封所述后部54的所述液腔62a， 62b和所述液流網(wǎng)絡(luò)72。一個膜可以提供前述的液封，如圖3A和3B所示，在其他實施 例中，如圖3C，可以包括第一和第二膜82a，82b，其分別與第一和第二液腔62a，62b相 連。圖3C中，所述膜82a，82b分別與液腔62a，62b相連，當(dāng)所述遮蓋部分56和所 述后部54被緊固在一起使其保持在位置。在所示實施例中，所述后部54包括位于鄰接所 述遮蓋部分56的表面上的一個繞所述液腔62a，62b的所述內(nèi)表面64的外周的輪緣84。 所述輪緣84可容置部分所述膜82，可用也可不用O型環(huán)(未示出)。所述O型環(huán)被置 于所述膜和所述遮蓋部分56之間，使得所述膜82被拉緊并液封所述液腔62a，62b。本 領(lǐng)域也可使用其他方法將所述膜82液封到所述液腔62a，62b。另外，如前述示例，O型 環(huán)密封也適用具有單膜82的實施例。如圖所示，所述置換裝置92與所述膜82接合導(dǎo)致所述膜82偏轉(zhuǎn)進入所述液腔 62。一旦所述置換裝置92被抽回，所述膜82的柔順性使得所述膜回到非偏轉(zhuǎn)位置83。參照圖4，泵12進一步包括第一和第二傳動器88a和88b。所述第一和第二傳 動器88a，88b機械連接到所述泵體50，并可操作地連接膜82，以移動所述膜82，進而從 第一和第二液腔62a，62b中置換液體。第一和第二傳動器88a，88b與所述泵體50液體 隔離，下文討論。在一個實施例中，所述傳動器88a，88b可以包括一個步進馬達90和一個置換裝 置92，可操作地接合到所述膜82。所述置換裝置92可基于所述步進馬達90的運動而延 伸，進而臨近并移動膜82，以便從液腔62a，62b置換液體，而無需穿透所述液封的泵體 50。雖然圖3C所示所述置換裝置92是柱塞，也可以是其他形狀和尺寸的非柱塞裝置。 當(dāng)所述置換裝置92接合所述膜82時，在界面85處柔性材料應(yīng)當(dāng)留有很小或者沒有空氣 間隙。否則界面85內(nèi)的空隙或未被支撐的材料會對所述泵12的精準(zhǔn)性有負面影響。正如所示，所述第一和第二置換裝置92a，92b分別對應(yīng)于所述第一和第二開口 78a，78b。所述置換裝置92，與所連接的傳動器88a，88b被定位在所述垂直延伸部件52b 之上，以便確保對應(yīng)所述第一和第二開口 78a，78b，以及所述第一和第二液腔62a，62b 的位置，如圖4所示。如圖所示，每個步進馬達90a，90b被固定到結(jié)構(gòu)52的所述垂直 延伸部件52b。所述馬達90a，90b可以由常規(guī)方法固定到所述垂直延伸部件52b。參照圖3C，其中，所述置換裝置92和所述液腔62a，62b之間的裝配被示出。 在這里，所述置換裝置92被很好裝配到所述液腔62a，62b的所述內(nèi)表面64。特別是， 所述液腔92a，92b的內(nèi)徑94和所述置換裝置92的外徑96被制成緊密配合，使得界面85 處沒有空氣縫隙，并確保置換的完整和全部轉(zhuǎn)移以及最有效地液體置換。每個所述傳動裝置88a，88b進一步包括連接器100，其被固定到相應(yīng)的置換裝 置92。固定螺絲通過連接器100上的孔與所述置換裝置92接觸配合而實現(xiàn)。相應(yīng)的， 當(dāng)所述連接器100在步進馬達90操作過程中被移入或移出，所述置換裝置92相應(yīng)的移入 或移出連接器100。由于所述置換裝置92保持與所述泵體50液體隔離，沒有進一步要求昂貴的密封 部件設(shè)置在所述置換裝置92和所述液腔62a，62b之間。因此完全可以解除液體輸入口 68和液體輸出口 69的密封設(shè)置，使得所述后部54、遮蓋部分56和膜82可以考慮做成可 拋型泵體50。參照圖5A-5D，泵12進一步包括一個液流網(wǎng)絡(luò)，在圖5A_5D中標(biāo)號為72，其 成型于所述泵體50內(nèi)并可操作地從液體源，例如靜脈注射袋20 (參見圖1)，向所述液腔 62a, 62b供液，并在所述泵12操作期間從所述腔62a，62b將所述液體分配出所述泵體 50。液流網(wǎng)絡(luò)72可噴射塑膜成型于所述泵體50的所述第一和第二部分至少一個之中。 在所示實施例中，所述泵體50包括2個入口 68和4個推點76a-76d，其置于從入口 68到 第一和第二液腔62a，62b之間延伸的流入液流網(wǎng)絡(luò)72a之中。一個流出液流網(wǎng)絡(luò)72b從 所述第一和第二腔62a，62b延伸到一個出口 69，兩個推點76e，76f形成于所述流出液流 網(wǎng)絡(luò)72b中。雖然這里特別示范推點，圖6A-6D將示范推點76由非排水型閥定位。使 用非排水型閥將進一步幫助保持所需的泵1恒定流速，如圖6A6D所示。在本實施例中，如圖5A-5D所示，流經(jīng)所述液流網(wǎng)絡(luò)72的流速可由推點 76a-76f選擇性地改變。特別是，每個推點76在所述后部54的所述液流網(wǎng)絡(luò)72之中包 括一個凹槽部分77，可通過相應(yīng)的所述遮蓋部分56的開口 80 (未示出)而觸及。所述液 流網(wǎng)絡(luò)72然后被膜82液封在所述泵體50中。如圖所示以及所討論的，在步進馬達90和 置換裝置92操作中，類似的裝置相對應(yīng)所述推點76可以被包括在所述泵體50內(nèi)。艮口， 壓力裝置102被機械連接到一個傳動器104，并在每個推點76可操作地連接所述膜82。 在操作中，所述壓力裝置102可以與連接到所述液腔62a，62b的所述置換裝置92相似的 方法操作，即，對于每個壓力裝置102都有獨立的傳動器104。一個適宜的壓力裝置102 可以包括一個銷桿、一個柱塞、一個活塞，或其他可以可逆阻斷所述液流網(wǎng)絡(luò)72中液流 的裝置。在泵12操作期間，與每個壓力裝置102相應(yīng)的所述傳動器104從縮回位置106 移動到延伸位置108，其中在延伸位置108，所述膜82是偏轉(zhuǎn)的，使得膜82與推點76的 凹陷部分77接觸，所述液流被阻斷，即被關(guān)閉。如圖所示，每個所述傳動器104可以包 括步進馬達、轉(zhuǎn)動傳動器、或其他可提供縮回位置106和延伸位置108的機構(gòu)。
參照圖7A-7B，一個控制器16控制所述傳動器88a，88b連同壓力裝置102的 傳動器104之外的所連接置換裝置92的操作。所述控制器16可被編程控制所述傳動器 88a, 88b和壓力裝置102，以實現(xiàn)所述泵的所需流型。傳動器88a，88b彼此獨立操控， 而所述壓力裝置102的所述傳動器104彼此獨立操控。且傳動器88a，88b操控獨立于所 述壓力裝置102的傳動器104。這使得液體被分別泵出所述液腔62a，62b中的一個，但 也使得所述液體被同時泵出所述液腔62a，62b，當(dāng)其被要求維持恒定的所述泵體50出口 69處流速。參照圖5A-5D，在初始階段，或初始循環(huán)中，所述泵12的操作中，所述第二個 液腔62b的被灌注滿將被分配的所述液體，而液體從液腔62b的另一個、第一液腔62a中 排出，并通過出口 69進入管部分(例如圖1的管部分30)。S卩，液體通過液體輸入口 68a 進入所述泵體50。連接有推點76b和76c的所述壓力裝置102 (雖然圖5A中未示出)被 激活到延伸位置，進而阻斷通過每個相應(yīng)點的液流。因此，液體通過第一液體輸入口 68a 供液，貫通所述流入液流網(wǎng)絡(luò)72a，使得第一液體灌裝第二液腔62b。在另一情況下，當(dāng) 連接有推點76a和76c的所述壓力裝置102 (圖5B中未示出)被激活到延伸位置時，液體 通過所述第二入口 68b進入所述泵體。因此，可以灌注所述第二液腔62b，其液體源自 所述第一或第二入口 68。進一步的，基于圖5A-5B的實施例使得可以使用兩種不同液體 源，其中第一液體源與第一入口液體連通，第二液體源與第二入口液體連通。然而，在 所述第一和第二液體輸入口可以為同一液體源，或只有一個液體輸入口。所述第一置換裝置92a的激活引起膜82位移，進而所述第一液腔62a內(nèi)的所述 液體被排出所述第一液腔62a。因為壓力裝置102e沒有被激活到延伸位置，液流沒有被 阻斷，進而可以從所述第一液腔62a通過流出液流網(wǎng)絡(luò)72b自由移動到所述出口 69。所 述壓力裝置102f (連同推點76f)的激活避免了無意識的倒灌進入所述第二液腔62b或者避 免當(dāng)腔62b被灌注時液體泄漏。當(dāng)連接有所述第一液腔62a的所述置換裝置92a達到其行程端點，推點76e被延 伸到所述壓力裝置102e激活進而阻斷所述液體從所述第一液腔62a流出?；趯⒈还嘧?到所述第一液腔62a的所述液體，壓力裝置102a、102b和102c處于縮回位置。置換裝置 92a也被縮回，使得液腔62a被液體灌裝，其體積等于所述膜82被所述置換裝置92a移動 所排出的那部分的體積。參照圖9，所述控制器可激活相關(guān)的壓力裝置和傳動器，使得所述泵體50處于 圖5C或5D所示狀態(tài)。圖5C和5D顯示所述第一液腔62a的灌注方法與圖5A、5B所示 相同或不同液體源灌注方法相似。另外，如前所述，第一液腔62a的灌注可以伴隨有， 或者同時有液體從第二液腔62b排出。同時泵送出全部所述液腔62a，62b可以持續(xù)一個 相對短的時間，因為減少“停止時間”(無液體被泵送)而確保通過出口的所述液體流速 恒定。本領(lǐng)域技術(shù)人員可知，所述置換裝置無需排出相應(yīng)液腔62a，62b中的所有液體。 替代的，被排出或泵出的液體的兩等于膜被偏轉(zhuǎn)裝置所移動的體積。雖然上述實施例是最經(jīng)濟可行的，使得完全可拋棄泵體50，在特定情況下這樣 做是必須的，使得泵體50更易于連續(xù)液流。也就是使用推點76可以產(chǎn)生正壓或者液丸， 這會導(dǎo)致液體因為激活到延伸位置而向前小量移動。因此，提供更穩(wěn)定的液流并保持所 述泵體50的可拋棄型，置于所述液流網(wǎng)絡(luò)72中的所述推點76可以被閥替換，例如活塞閥。如圖6A-6D所示，圖5A-5D的所述推點76已經(jīng)被活塞閥110在相應(yīng)位置替換。通 常所述活塞閥110被一個轉(zhuǎn)動傳動器136以與圖4所示步進馬達90相似的方法操控。所 述活塞閥110是已知的可轉(zhuǎn)動閥，其具有一個桿114和一個流道116。更特別的，所述流 道116基本直線橫貫所述桿114。每個活塞閥110包括一個與其相應(yīng)的連接器部分。不同于通過壓力裝置102在所述液流網(wǎng)絡(luò)72內(nèi)凸起部分施壓阻斷所述液流網(wǎng)絡(luò) 內(nèi)液流，所述活塞閥110通過連接到一個轉(zhuǎn)動傳動器136在第一和第二位置之間轉(zhuǎn)動所述 活塞閥110，隨后進行討論。所述轉(zhuǎn)動傳動器136可以是一個步進馬達，如前相對于所述 置換裝置92和所述壓力裝置102時所述的；然而，其他適宜的轉(zhuǎn)動傳動器136也可以被 用于本發(fā)明。例如電磁閥可以用來替代步進馬達，或其他可以在兩個位置間轉(zhuǎn)動所述活 塞閥110的裝置。一個方法，其中轉(zhuǎn)動傳動器136可以由一個連接器部分連接到所述活塞閥110。 這個連接器部分的示例(參見圖8)包括一個在所述傳動器136之上的傳動器尖端120，其 被活塞閥110的頭122內(nèi)的中空部分124所容置。所述中空部分124可以成型為阿倫扳 手型開口以容置阿倫扳手型傳動器尖端120。在這種方法中，活塞閥110的頭122通過所 述傳動器簡單120和所述中空部分124之間的連接而轉(zhuǎn)動。所述頭122可以同桿114 一 起成型?；蛘撸鲱^122可以單獨成型并被連接到所桿124。桿124的相對末端可以 被緊固進所述泵體50，例如通過一個螺紋端126和螺母128，如圖所示。其它緊固所述 活塞閥110的方法已知并也可以使用。閥110可由相應(yīng)的轉(zhuǎn)動傳動器136在第一位置和第二位置之間轉(zhuǎn)動，所述第一位 置是指所述閥110的所述流道116與所述液流網(wǎng)絡(luò)72液體連通的位置，所述第二位置是 指所述泵腔110處于同所述液流網(wǎng)絡(luò)72液體非連通的位置。如前所述，在推點阻斷液 流的一些細節(jié)中，圖6A-6D的活塞閥IlOa-IlOf的所述傳動器的操作方法分別類似于圖 5A-5D所述方法，不同之處是將推點激活到所述延伸位置是將所述活塞閥110從所述第 一位置轉(zhuǎn)動到所述第二位置。雖然前述詳細設(shè)定了不同的本發(fā)明實施例，可以理解各種改變、替代和變化可 以被采用而不超出本發(fā)明權(quán)利要求所限定的范圍。例如雖然實施例中所述液流網(wǎng)絡(luò)72包 括六個推點或具有雙入口單出口的活塞閥，基于本發(fā)明思想的所述液流網(wǎng)絡(luò)可以包括不 同數(shù)目的閥，并且所述閥可以不同結(jié)構(gòu)，即它們可以沒有六個推點。同樣，雖然柱塞被 特別描述為所述置換裝置92，任何其他用于移動所述膜并與液體相關(guān)的這樣機構(gòu)都可以 被應(yīng)用?；诒景l(fā)明的泵可用于不同的應(yīng)用，范圍從小劑量到大劑量應(yīng)用或者從低到高 的拋棄成本。然而，基于本發(fā)明的泵在大劑量液體應(yīng)用中更具有優(yōu)勢。本發(fā)明并不限定 在任何所述的特定實施例中，僅由權(quán)利要求所限定。
權(quán)利要求
1.一種用于醫(yī)學(xué)液體分配系統(tǒng)的泵模塊，所述泵模塊包括 一個泵體，其具有第一和第二部分；形成于所述泵體的第一和第二部分至少一個之中的第一和第二液腔； 一個形成于所述泵體的第一和第二部分至少一個之中的液流網(wǎng)絡(luò)，其用于從一個液 體源向所述液腔供液，以及用于在所述泵模塊操作期間從所述腔分配液體； 至少一個膜，其可操作地連接到所述第一和第二液腔；第一和第二傳動器分別可操作地連接到所述至少一個膜以及所述第一和第二液腔， 以便移動所述膜進而分別從所述第一和第二腔置換液體。
2.如權(quán)利要求1所述的泵模塊，其中所述第一部分為后部，所述第二部分是遮蓋部分， 所述第一和第二液腔形成于所述泵體的所述后部， 所述至少一個膜被置于所述后部和所述遮蓋部分之間，所述遮蓋部分具有第一和第二開口，其分別與所述第一和第二液腔相對應(yīng)，所述第 一和第二開口使得所述第一和第二傳動器分別移動所述膜，并且所述第一和第二傳動器分別具有第一和第二液體隔離置換裝置，其分別與所述膜接 觸以便從所述第一和第二液腔置換液體。
3.如權(quán)利要求2所述的泵模塊，其中所述液體隔離置換裝置是柱塞。
4.如權(quán)利要求2所述的泵模塊，其中所述第一和第二液腔是所述后部內(nèi)的凹陷。
5.如權(quán)利要求1所述的泵模塊，其中所述泵體為非柔性性材料制成。
6.如權(quán)利要求1所述的泵模塊，其中所述第一和第二傳動器彼此獨立操控。
7.如權(quán)利要求2所述的泵模塊，其中所述泵體的后部進一步包括至少一個推點，當(dāng)其 被擠壓時阻斷所述液流網(wǎng)絡(luò)中的液流。
8.如權(quán)利要求7所述的泵模塊，其中所述遮蓋部分具有與所述推點相應(yīng)的開口；以及 第三置換裝置在所述推點和所述開口處與所述膜可操作地連接。
9.如權(quán)利要求8所述的泵模塊，其中所述第三置換裝置具有一個液體隔離置換裝置， 其阻斷所述液流網(wǎng)絡(luò)中的液流。
10.如權(quán)利要求2所述的泵模塊，其中所述泵體的所述遮蓋部分進一步包括至少一個 液閥，其阻斷所述液流網(wǎng)絡(luò)中的液流。
11.如權(quán)利要求2所述的泵模塊，其中所述第一和第二液腔和所述液流網(wǎng)絡(luò)被所述膜 液封。
12.如權(quán)利要求11所述的泵模塊，其中所述膜包括用于液封所述第一和第二液腔的第 一膜以及用于液封所述液流網(wǎng)絡(luò)的第二膜。
13.如權(quán)利要求11所述的泵模塊，其中所述第一和第二液腔由O型環(huán)被同一所述膜液封。
14.如權(quán)利要求11所述的泵模塊，其中所述第一和第二液腔的內(nèi)徑和所述置換裝置的 外徑被制成彼此完全接觸。
15.—種用于醫(yī)學(xué)液體分配系統(tǒng)的泵模塊，包括 一個泵體，其具有第一和第二部分；成型于所述泵體的第一和第二部分的至少一個之中的第一和第二液腔； 一個液流網(wǎng)絡(luò)，其成型于所述泵體的所述第一和第二部分的至少一個之中，用于從 一個液體源向所述液腔供液，并在所述泵模塊操作期間從所述腔分配液體；； 至少一個膜可操作地連接所述第一和第二液腔；第一和第二傳動器可操作地連接所述至少一個膜以及分別連接所述第一和第二液 腔，以便移動所述膜進而分別從所述第一和第二腔置換液體；第一和第二開口成型于所述泵體的第一和第二部分中至少一個，其中所述第一和第 二開口分別空間對應(yīng)于所述第一和第二液腔；一個第一傳動器可操作地連接所述膜和所述第一腔用于移動所述膜進而將液體從所 述第一腔置換入所述液流網(wǎng)絡(luò)；一個第二傳動器可操作地連接所述膜和所述第二腔用于移動所述膜進而將液體從所 述第二腔置換入所述液流網(wǎng)絡(luò)；以及至少一個閥，當(dāng)其被激活時阻斷所述液流網(wǎng)絡(luò)中的液流。
16.如權(quán)利要求15所述的泵模塊，其中所述閥進一步包括一個推點。
17.如權(quán)利要求15所述的泵模塊，其中所述閥進一步包括一個活塞閥系統(tǒng)。
18.制備用于醫(yī)學(xué)液體分配系統(tǒng)的泵模塊的方法，包括 使用非柔性材料形成具有第一和第二部分的泵體；在所述泵體的第一和第二部分的至少一個之中形成第一和第二液腔； 在所述泵體的第一和第二部分至少一個之中形成一個液流網(wǎng)絡(luò)，所述液流網(wǎng)絡(luò)用于 從一個液體源向所述液腔供液并在所述泵模塊操作過程中從所述腔分配液體；在所述泵體的第一和第二部分另一個之中形成第一和第二開口，其中所述第一和第 二開口分別與所述第一和第二液腔相對應(yīng)；在所述第一和第二部分之間設(shè)置至少一個膜以液封所述液腔和所述液流網(wǎng)絡(luò)，使得 所述膜可操作地連接所述液腔和所述液流網(wǎng)絡(luò)；設(shè)置第一和第二傳動器，其分別與所述第一和第二液腔位置相連，且可操作地連接 所述膜，以移動所述膜，進而從所述第一和第二腔置換液體； 在所述泵體的第一和第二部分之間設(shè)置所述膜；以及 將所述泵體的所述第一和第二部分緊固在一起。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中形成所述液流網(wǎng)絡(luò)的步驟包括所述第一和第 二部分至少一個中以及在所述液流網(wǎng)絡(luò)中形成至少一個推點。
20.如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述的形成述第一和第二開口的步驟進一步包括 構(gòu)建所述第一和第二開口的內(nèi)徑和所述第一和第二傳動器的外徑，使得所述內(nèi)徑和外徑 之間無間隙。
21.如權(quán)利要求18所述的方法，其中設(shè)置所述膜的步驟進一步包括拉緊所述膜，使得 所述膜被緊持住直到所述第一和第二部分被緊固在一起。
22.一種用于在醫(yī)學(xué)液體分配系統(tǒng)中泵送液體的方法，包括如下步驟提供一個泵體，其具有第一和第二部分，其中所述第一和第二部分中至少一個包括 第一和第二液腔和一個液流網(wǎng)絡(luò)，其中至少一個膜被置于所述第一和第二部分之間； 通過所述液流網(wǎng)絡(luò)向所述液腔供液；在所述第一和第二液腔移動所述膜，進而通過所述液流網(wǎng)絡(luò)從所述第一和第二腔置 換液體并排出所述泵體。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其中泵送步驟進一步包括 啟動第一泵循環(huán)，以將至少部分所述液體置換出所述第一液腔；在所述第一泵循環(huán)結(jié)束前，啟動第二泵循環(huán)以將少部分所述液體置換出所述第二液腔。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其中泵送步驟進一步包括在所述第一泵循環(huán)結(jié)束 且處于所述第二泵循環(huán)中再灌注所述第一液腔。
25.如權(quán)利要求24所述的方法，其中泵送步驟進一步包括在所述第二泵循環(huán)結(jié)束 且處于所述第三泵循環(huán)中再灌注所述第二液腔。
全文摘要
提供一種用于醫(yī)學(xué)液體分配系統(tǒng)10的泵模塊12，其包括一個具有第一和第二部分54，56的泵體50，其中所述第一和第二部分中至少一個包括第一和第二液腔62a，62b。所述模塊12進一步包括至少一個可操作地連接所述液腔62a，62b的膜以及可操作地連接所述膜82的第一和第二傳動器88a，88b用于移動所述膜82并進一步從所述第一和第二腔62a，62b置換液體。
文檔編號A61M5/142GK102014988SQ200980111250
公開日2011年4月13日 申請日期2009年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月28日
發(fā)明者查爾斯·R·帕特澤爾 申請人:史密斯醫(yī)療Asd公司