专利名称：带有取液针固定器的输液泵的制作方法
本申请是1994年10月31日提交的No 08/331883专利申请的部分继续申请。
本发明涉及静脉(IV)液的输送，特别是涉及供能走动的病人或其它病人用的便携式静脉输液泵。
输液泵通常用于把各种静脉溶液输送给病人。通常借助静脉液把各种药物供给病人。化学治疗、抗菌素药物治疗和抗病毒药物治疗等治疗类型中，就需用这样用药。在很多情况下，病人每天要接受多次治疗。某些医疗情况要求在相当短的时间(例如30分至2小时)将溶液中的药物输送给病人，在现有技术中为了满足这些要求已经研制出一些输液泵。目前需要提供能供可走动的病人等用的便携式输液泵。
在现有技术中有不同类型的输液泵，包括从柔性容器(例如囊中把溶液挤压到用于输送给病人的静脉导管中的弹性泵。为了对溶液容器或储存器加压还开发了弹簧加载泵(Spring-loaded pump)。在某些输液泵的设计中，装有用于输送溶液的压力滚筒以挤压装药室所包含的柔性复合隔间室，例如在美国专利4741736号中所描述的。在授权给本发明的发明人的U.S.专利No5330431中披露出一种用滚筒挤压标准的预填充单次药物剂量IV袋的输液泵。本发明的发明人的另一U.S.专利No 5348539揭示了一种能通过一个囊状物挤压预包装的IV袋的输液泵，该囊状物由一个流体泵驱动。
为了使IV导管与IV袋相连接而设有取液针(Dispensing Spikes)。这些取液针穿过袋中的取液口将流体经导管输入给病人。授权给Apperson的U.S.专利5106374公开了一种具有一个定位凸缘的取液针，该定位凸缘有助于将取液针定位在携带型输液装置的壳体内部。
这种现有的输液装置包括一个用于检测IV袋的压力以便控制输液过程例如可切断输液流的结构。
现已公认，对于一个便携式输液泵需要通过间接地检测IV溶液的压力而不用插入该袋中来控制输液过程。最好还提供一种具有下述特点的输液泵，当IV袋在泵的壳体的隔间中的合适的溶液输送位置时，能提供一种安全和可靠的用于检测的结构，当进行输液时，还能保证取液针不致于偶然地从该袋的取液口中脱出。
现已公认，对于输液泵需要消除现有技术中的输液泵的上述的和其它的限制和缺点。尽管现有技术中有各种输液泵，但是到现在为止都还没有提供一个适合的和令人注意的解决这些问题的方案。
本发明的总的目的是提供一种用于将IV溶液输送给病人的新的和改进的输液泵。
本发明的另一个目的是提供一种尺寸相当小、成本低、操作简单的上述类型的输液泵。
本发明的另一个目的是提供一种能防止取液针在输液过程中偶然与IV袋取液口分开的上述类型的输液泵。
本发明的又一个目的是提供一种能保证在输液过程中该IV袋处在其适当的溶液输送位置上的上述类型的输液泵。
概括地说本发明提供一种具有一个配备有用于接受一个在溶液输送位置上的IV袋的隔间的壳体的输液泵。固定在该壳体上的囊状物有一个在被泵加压的流体的影响下可膨胀和收缩的弹性壁。该囊状物贴着IV袋膨胀以便使由IV袋流出的溶液通过取液口经IV管路输送给病人。从而提供用于压扁IV袋的操作手段。在囊状物中的流体压力由一个与控制泵的电路相连接的非插入传感器间接地检测。一个取液针将IV管件与在IV袋上的取液口互相连接，该取液针有一个能在当IV袋在其适合的溶液输送位置时驱动使控制系统运行的开关的结构。当上述壳体的盖封闭时，取液针被锁住并保持在正确位置上，从而防止在输液过程中发生意外的脱出。
根据下面结合附图详细描述几个实施例的说明，可以使本发明的上述目的和其它目的和优点更加清楚。
图1是本发明的一个实施例的输液泵的透视图；图2是沿图1的线2-2剖切的轴向放大剖视图；图3是沿图2的线3-3剖切的横剖视图；图4是显示夹持在图1和2中所示的输液泵的壳壁上的取液针的一些部件的放大片断透视图；图5是用于图1和图2中所示的输液泵的控制系统的方框图；图6A和6B是表示本发明的输液泵的操作方法步骤的流程图7是表示用于锁定取液针的结构细节的另一实施例的片断剖视图。
在附图中，图1示出了本发明的一个优选实施例的整个便携式输液泵10。输液泵10提供了一个能使健康护理专业人员直接从预先用IV溶液填充的单次药量的容器袋输液给病人的能携带的系统。本发明的输液泵适合于在家庭、医院或门诊所使用。它方便地适合于在任何位置上操作，例如放在桌子上供给在床上的病人，或者可以由病人随身携带进行操作。
输液泵10包括一个箱子形状的壳体12，该壳体有一个通过枢轴绕着铰链16打开和关闭的盖14。壳体的内部被一个水平的平板22分成上隔间18和下隔间20。上隔间的尺寸和形状与标准大号的(115CC)IV袋24相同，该隔间也可以包含标准小号(50CC)IV袋。
一个可膨胀的囊状物26横过板22的上表面固定在上隔间中。该囊状物的相对的两壁各沿其周围密封在一起，以便提供一个在压力下装一种流体的密封的内部体积。在该实施例中所述的流体是一种气体，最好是空气，当然也可以采用例如低粘度、无毒性油等液体。
壳体的下隔间20安装有一个气泵28、一个两位置电磁阀30、一个电池隔间32和一个没有示出的印刷电路板，该电路板上装有在图5中示意地示出的电子控制电路34的元件。一个压力传感器36安装在板22上并朝下进入下隔间。该压力传感器包括一个可移动的压力垫38，该垫38向上伸出板22上的中心开口40与囊状物26的下壁接触。随着内部流体压力的增加和减少相应地引起囊状物膨胀和收缩从而使压力垫向上和向下运动。压力传感器产生一个响应压力垫运动的电压信号，这个信号通过导线42供给控制电路34。控制电路由图中未示出的装在电池隔间的合适的干电池供电。
控制电路34还与导线44相连，以便操作空气泵。该泵的进气口通过进口管46和过滤器48吸入外面的空气，将升压的空气通过管50输送给电磁阀30，该电磁阀有一个与空气泵28相连的常闭入口52和一个由管56经过过滤器48和管58与大气相通的常开出口54。一个出口60经过管62连接到囊状物。在电磁阀的常开位置上，囊状物的内部空间通过出口54向大气开放，以便使IV袋不增压力，同时入口52阻挡从泵来的加压空气。当控制电路经过导线42向电磁阀发送信号时，入口52打开，使加压的空气从泵进入囊状物，同时关闭出口54。
使盖14在图1所示的打开位置上，将IV袋24插入，使其扁平地横贴在囊状物的上壁上。在IV袋的这个溶液输送位置上，袋的取液口64和填充口66伸向隔间的右侧(见图1和2)。
图4示出了与本发明相应的取液针68，它提供了IV管与IV袋的可拆卸连接方法。取液针68是一个具有一个适合于容纳IV管72的近端的管状体70。管状体的远端形成为一个锐利的尖端74，该尖端适合于穿过取液口64的密封端，从而开通取液针到IV袋内的溶液的内部通道。取液针借此使IV管的端部与袋中的溶液流体连通。
取液针68包括一个形成在管形体周围的环状物76。该环状物的直径大到足以使用户为了将上述皮下注射用针尖插入取液口或从该取液口取出而加一个沿该管状体的纵轴的力。该直径在0.6英寸至1.0英寸的范围，最好为0.8英寸，即可适合于这个目的。
本发明的另一个重要特点是当IV袋处在正确的溶液分配位置上时通过壳体端壁78和盖14的协同操作使环状物76可脱开地锁住和安全地保持固定在正确的位置上。为了达到这个目的，沿着壳体端壁78的上侧形成一个凹口79(图3)，在用于安置管状体的下部分的位置处的凹口中形成一个U形槽80(最好如图4所示那样)。在这个位置上，环状物76在上部隔间内的外表面与壳体的端壁接触，在管状体上的朝外的力(例如当拉IV管时)受到环状物的阻拦，因此，只要盖14保持关闭就可以防止取液针离开IV袋。在盖的相应端形成一个与该凹口形状相配合的向下突出的隆起部82，U形槽84(图1)形成在隆起部的下侧上，当盖合上时，这个槽紧密地贴着管状体70的上部。
盖14借助于安装在一个滑杆88上的隔开位置上的许多销86(图中示出3个)可脱开地保持在关闭位置上。滑杆可前后移动地安装在壳体前壁90的上边缘上。弹簧92安装在滑杆的一端上，以便将滑杆向右推进(如图1所示)。当将滑杆推向右方时，销与盖槽94(图3)啮合，以便保持盖向下。在滑杆上的手动操作的销脱开钮96通过腔前面的一个开口伸出，以供使用者将滑杆移动到左边，从而使销离开盖。
本发明的另一个重要特点是设有一个接通一断开开关98，该开关与取液针的环状物76结合，在IV袋处在正确的溶液输送位置上时产生一个袋到位信号。该袋到位信号经过导线100连到用于控制输液过程的控制电路。水平板22的端部形成有一个缺口102(图3)通过该缺口取液针的环状物76向下伸到下隔间。开关98有一个驱动臂104，该开关装在下隔间内，使该臂与环状物的向下伸出到缺口102的那部分成干涉关系。当取液针离开图1所示的位置时，例如当IV袋或者离开隔间或者不在正确位置时，该环状物76不能完全向下通过缺口。这将使驱动臂向上移动，使开关操作到一个位置上，在该位置上袋到位信号无效。
虽然为了过滤从大气进入泵28的空气而示出一个过滤器48，但是本发明设想通过泵的吸入口直接吸入空气，并使从囊状物排出的空气经出口54直接排放到大气中，这样便可省去这个过滤器。
本发明还建议从泵28的出口直接将空气经一个管路引导到囊状物26中。在这种安排下，电磁阀30应有一个与上述囊状物相连通的入口和一个使空气或直接地或通过一个空气过滤器通向大气的出口。该电磁阀在图5所示的那种控制电路的控制下在下述两个位置之一上动作当泵把增压的空气充入囊状物时该阀在使阀入口关闭的位置上工作，而为了将加压的空气从囊状物中经过阀排放到大气中时就在使阀入口打开的另一位置上工作。
壳体12包括一个有一个电源接通按钮108、一个输液按钮110和一个停止按钮112的控制面板106。面板上还有一个发出电池电压低的状态信号的灯114和一个发出核对状态信号的灯116。按钮108带一个指示电源接通状态的灯118，按钮110带一个指示输液状态的灯120，按钮112带一个指示停止状态的灯122。
由图6A和图6B组成的流程图示出了操作输液泵10的方法中的各步骤。在空气泵断电的情况下，将IV袋放入腔的上隔间的其溶液输送的位置上。此时位于步骤124，然后在步骤126中将盖关闭，接着在步骤128中由病人或护理专业人员按电源按钮。在步骤130中点亮电源指示灯，然后在步骤132中控制电路进行系统的核查。在步骤134中如果取液针的环状物正确地驱动开关98，则一个“YES”确认信号将进入“系统OK”的逻辑步骤136。否则，在步骤139核查状态灯点亮并自动发出报警声。如果“系统OK”状态存在，则在步骤138按输液按钮。如果完成输液之前盖偶然打开，则在步骤140中断开开关98。在步骤142中控制电路响应该开关的断开信号后关闭空气泵，在步骤144中关闭阀30，使空气从囊状物经过滤器排放到大气中，在步骤146中点亮核查状态的灯，在步骤148中关掉输液灯。
由输液钮接通产生的信号经线150传送该信号在步骤152中接通压力传感器36，在步骤154中接通空气泵，在步骤156中驱动阀30使加压的空气从泵进入上述囊状物，在步骤158中点亮输液灯。接着在步骤160中逻辑单元核查压力传感器检测到的囊中压力是否大于预定的值，例如大于6.5磅/平方英寸。如果没有检测到这个压力值或其以上的压力值，则在步骤162中使空气泵仍保持运行。当囊中压力达到或超过这个值时，则在步骤164中空气泵停止运行。在步骤166中电路逻辑单元接着测定囊中的压力是否低于一个较低的预定压力等级，例如5.5磅/平方英寸，如果低于这个较低的等级，则在步骤168中开动空气泵。否则，在步骤170中测定从泵接通开始算起是否已经过了5分钟以上，如果是，则在步骤172中仍断开空气泵，接着在步骤174中关掉输液灯，在步骤176中将阀30打开，使空气从囊中排出，在步骤178中检查状态灯点亮，并发出报警声音。
在该方法的步骤180中，病人或护理专业人员核查输液的状态。如果输液完成，则进行182步骤断开电源钮，这在步骤184中断开所有的系统，以便使病人可以在步骤186中打开盖，然后在步骤188中取出IV袋。如果输液没有完成，则在步骤190中病人可以纠正问题，并在步骤192中按输液钮。在步骤194中核查状态灯熄灭，经过线196逻辑单元进行重复输液过程。
在步骤198中，如果病人在输液过程中的任何时间按停止按钮，则在步骤200中输液灯熄灭，在步骤202中停止灯点亮，在步骤204中电磁阀停止动作，在步骤206中关闭空气泵。然后，在步骤208中逻辑单元检测是否输液完成。如果输液已完成，进行步骤182，使电源按钮断开。如果输液没有完成，则在步骤210病人可以纠正问题，在步骤212中按输液钮，在步骤214中将使停止灯122熄灭。通过线216逻辑单元重复进行输液程序。
图7示出了本发明的一个具有改型的取液针218的另一实施例，当盖222合上时，可脱开地使该取液针保持在泵壳体220中。取液针218在其近端周围形成一个环形槽224，在该槽里的环形凹下部分可脱开地在其下侧贴合到一个配合的U形配合面226上，配合面226形成在壳体端壁的上边缘上。盖在其前端上有一个向下的保护部分227在该前端形成有一个类似的U形配合面228，当盖合上时该配合面移动到与取液针的槽的顶侧对齐并贴到该顶侧上。取液针的尖锐的端部230穿入IV袋的分配口232，取液针的管状体234形成有一个容纳IV管(未示出)端部的内孔236。在管状体234的周围形成的环状物238有一个推压表面，使用者的手产生的力可以作用在这个表面上，以便可以将取液针从取液口取出或插入取液口。当合上盖时，上下配合面226和228贴合在取液针的槽的周围，以便将取液针锁住，防止在输液过程。取液针意外地脱出。
虽然上述的实施例目前被认为是优选的，但是应该指出的是，本技术领域的普通技术人员可以作出许多变种或改型，而这些变种或改型仍然落在本发明方案的构思范围内，仍被本发明的权利要求书所覆盖。
权利要求
1.一种用于把来自一个袋的静脉溶液通过静脉导管输送给病人的输液泵，该袋具有一个至少部分封闭成一个装有上述溶液的内腔的弹性侧壁，该袋还有一个用于与该静脉导管的一端可脱开地连接的取液口，该输液泵包括下列部件的组合一个具有用于可取出地把该袋容纳并支撑在一个溶液输送位置上的隔间的壳体；一个具有弹性壁的囊状物，该囊状物通过响应囊内的流体压力的增加和减少相应地膨胀和收缩地移动上述弹性壁；用于将该囊状物安装在壳体内的正确位置上以便把一个推力作用在袋的侧壁上的装置，该袋的侧壁响应囊侧壁的膨胀而塌陷，借此将在袋中的腔内部的溶液通过取液口输送出；用于将流体泵入囊中以便使所述压力增加到能引起所述该袋塌陷的有效值的泵装置，压力传感器装置，该装置响应囊壁的膨胀和收缩运动产生一个流体压力信号，用以非直接地检测所述囊中的流体压力；以及一个控制装置，该控制装置响应所述流体压力信号控制该泵装置在泵吸流体的运行方式和停止运行方式下操作。
2.如权利要求1所述的输液泵，其特征在于所述的压力传感器装置包括一个同囊壁的一部分接触的压力垫，该压力垫可以随所述囊壁移动，从而产生所述压力信号。
3.如权利要求2所述的输液泵，其特征在于所述的泵装置包括一个用于在压力下使流体沿一个入口通道进入所述囊状物的流体泵；而所述的控制装置是一个响应所述压力信号并在其为一预定大小时切断沿入口通路的流体流的阀装置。
4.如权利要求3所述的输液泵，其特征在于所述的流体泵包括一个空气泵，所述的流体是空气。
5.如权利要求1所述的输液泵，其特征在于所述的控制装置包括一个用于当所述的袋处在所述的溶液输送位置时产生一个袋到位信号的信号装置，所述控制装置仅响应袋到位信号来控制泵装置进入泵吸流体的运转方式。
6.如权利要求5所述的输液泵，其特征在于所述的信号装置包括一个安装在壳体中可操作在接通和断开状态下并与用于可脱开地使所述的导管的一端与袋中所述的腔流体互相连通的互连装置一起操作的开关；所述的互连装置包括一个用于连接到取液口的取液针和一个开关操作结构。当取液针与取液口连接时，所述的开关操作结构处在一个正确位置上，以便相应于袋在所述的溶液输送位置上时，使所述开关处在接通状态。
7.如权利要求6所述的输液泵，其特征在于互连装置还进一步包括一个带有取液针的管状体，而该开关操作结构包括一个安装在该管状体周围的环状物。
8.如权利要求7所述的输液泵，其特征在于该环状物的直径足够大到能使使用者的手沿管状体的纵轴线加一个力，以便将该取液针插入到取液口和从取液口中取出。
9.如权利要求7所述的输液泵，其特征在于该壳体包括一个用于当IV袋在溶液输送位置并且取液针连接到分配口中时，可脱开地锁住和保持该管状体不相对该壳体移动的锁定装置，借此，防止取液针从取液口中意外地脱出。
10.如权利要求9所述的输液泵，其特征在于所述的锁定装置包括一个具有一个用于保持该管状体在一个正确位置的配合面的壳体中的壁，在所述的正确位置上，环状物与壳体的壁的一部分对合，该壁限制上述环状物以防止管状体移动到配合面之外。
11.一种用于把来自一个输液袋的静脉溶液通过静脉导管输送给病人的输液泵，该袋具有一个至少部分封闭成一个装有上述溶液的腔的弹性侧壁，该袋还有一个用于可脱开地与该导管的一端相连的取液口，该输液泵包括下列部件的组合一个具有用于可取出地把该袋容纳并支撑在一个溶液输送位置上的隔间的壳体；一个用于将力作用到袋侧壁上以便使袋塌陷并使在袋中腔内的溶液通过取液口输送出的操作装置；一适合于与所述管的端部相连的取液针，该取液针有一环形槽，以及一与用于与所述袋取液口连接的位于槽远侧的出口端；该壳体有一个当该取液针的出口端与该取液口相连时与所述环形槽对齐定位的机构；还包括一个用于使该机构与该环形槽进入和退出锁定关系的装置。
12.如权利要求11所述的输液泵，其特征在于所述的用于使该机构与该环形槽进入和退出锁定关系的装置包括一个固定在壳体上可以在打开和关闭位置上运动以便分别使袋夹入该隔间或将该袋从该隔间中取出的盖，还包括一个在盖上的槽啮合装置，该啮合装置在该机构与取液针对齐和盖在其合上位置时，用于与该环形槽啮合并防止该取液针相对袋移动位置。
13.一种用于把来自一个袋的静脉溶液通过静脉导管输送给病人的输液泵，该袋具有一个至少部分封闭成一个装有上述溶液的腔的弹性侧壁，该袋还有一个用于可脱开地与该导管的一端相连的取液口，该输液泵包括下述部件的组合一个具有用于可取出地容纳该袋并支撑其在一个溶液输送位置上的隔间的壳体；用于将力作用到袋侧壁上以便使袋塌陷并使袋的腔内的溶液通过输送口输出的操作装置；可脱开地使导管的所述端与在袋中的所述腔中流体连通的的互连装置，该互连装置包括一个适合于与导管的所述端相连的取液针，当该袋处在其溶液输送位置上时，该取液针在与导管的所述端相连时处在一个相对该壳体校准的位置上；以及控制装置，该控制装置用于使所述操作装置响应取液针处在其校准位置而施加所述力。
14.如权利要求13所述的输液泵，其特征在于该取液针有一个管状体；该壳体包括锁定装置，该锁定装置用于在袋处在溶液输送位置和取液针连接到取液口中时锁定并使该管状体不相对该壳体移动。
15.如权利要求14所述的输液泵，其特征在于，包括一个在管状体上的环状物；而上述锁定装置包括一个在壳体中具有一个用于保持管状体在一个正确位置上的配合面的壁，该环状物与该壳体内该壁的一部分接触，该壁将上述环状物保持在该配合面上，以便防止取液针意外地从取液口脱开。
16.如权利要求13所述的输液泵，其特征在于所述的取液针有一个管状体和一个在管状体上的环状物，该环状物的直径大到足以使使用者的手施加一个沿着该管状体的纵轴线的力，以便使该取液针插入该取液口和从该取液口中拔出。
17.如权利要求13所述的输液泵，其特征在于所述的控制装置包括一个当该袋处在所述的溶液输送位置时产生一个袋到位的信号的信号装置，该控制装置能使所述操作装置只响应该袋到位的信号来施加所述力。
18.如权利要求17所述的输液泵，其特征在于所述的信号装置包括一个装在该壳体上的开关，该开关可操作在接通和断开状态下，而所述的取液针还包括一个开关操作结构，该操作结构在取液针连接到该取液口中时，处在驱动该开关到其对应该袋处在所述的溶液输送位置上的接通状态下的一个合适的位置上。
全文摘要
一种将溶液从IV袋经导管输送给病人的输液泵(10),该泵(10)包括一个容纳袋(24)在一个溶液输送位置上的分成隔间的壳体,袋(24)放在隔间(18、20)内的囊状物(26)上方,该囊状物(26)在一个加压的流体作用下膨胀产生一个作用在袋(24)上的推力,该推力压扁袋(24)使溶液通过导管输送出。在壳体内的一个泵(28)将一种流体例如空气在控制电路(34)的控制下泵入囊(26)内。一个压力传感器(36)通过与囊状物壁接触的垫(38)上受到的推力间接地检测囊中的流体压力。一个控制电路(34)响应该压力垫(38)的运动产生一个压力信号,以便操作一个输送泵和囊状物之间流体的阀(30),一个取液针(68)用于使袋的一个取液口(64)与导管流体相连通。
文档编号A61M5/155GK1169681SQ95195957
公开日1998年1月7日 申请日期1995年10月16日 优先权日1994年10月31日
发明者格伦·赫斯科维茨 申请人:格伦·赫斯科维茨