用于医疗用途的泵的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于输送流体(液体)的医用泵，其中通过同时应用使用流动元件之一次性物品的原理来实现容积和压力的最佳可能控制。
【背景技术】
[0002]在日常临床实践中，尤其对于密集医疗患者，所谓输注泵用于连续或短间隔施用活性剂。通常，这些泵是注射泵或容积泵(例如软管泵、蠕动挤压泵、滚子泵等)。这两种泵类型在最大可选择输送速率方面具有基本不同性质，即最高可能容积流量、在不改变一次性制品的情况下最大可施用的总容积、输送概况和准确性(例如计量准确性)。简单来说，以下选择标准适用于这些泵:
[0003]-注射泵用于:
[0004]关于容积流量精确度的较高要求(例如随着时间的推移的较高计量精确度和/或较高输送均匀性)，
[0005]关于压力概况的较高要求(举例来说，例如无“缩回阶段”产生的压力下降)。
[0006]较小容积流量，
[0007]容积流量的较高长期一致性(例如没有老化效应和/或疲劳过程，例如由于塑料软管磨碎且/或没有无定形塑料软管“蠕变”的影响)，和
[0008]用于每个一次性制品(例如注射器)的较低施用容积。
[0009]-容积泵用于:
[0010]关于容积流量精确度的较低要求(随着时间的推移的较低计量精确度)，
[0011]关于压力概况的较低要求(例如由于“缩回阶段”产生的压力变化)，
[0012]较大容积流量，
[0013]较低长期一致性，和
[0014]增强每个一次性制品的施用容积(例如软管-例如使用基于流量的抽送原理允许使用泵上游的任何容器(大小)并且将其更换而不改变软管)。
[0015]因此，两个不同泵系统(根据不同抽送方法)在市场中确立，其具有不同(迄今不可组合的)性能概况以及由此具有不同应用情况.
[0016]具体来说，注射泵在概念上具有活塞/筒组件(形成并同时还限制存储总体积)并且通过电动机动力经由例如旋转平移转换齿轮来将(注射器)活塞在(注射器)筒中移动，而容积泵通过力效应(具有圆周间隔挤压元件的泵转子)将软管区段依序细分成，流体分离流体腔室或将其部分关闭(也称为闭塞)并且例如周期性地移动所述闭塞例如作为朝向泵输出(即朝向患者，例如)的蠕动。
[0017]现有技术
[0018]现有技术已知医学应用领域中的注射泵和容积泵的许多不同泵结构。
[0019]容积泵结构的特有特征是将要施用的流体从分离流体容器中获得，然后在压力下朝向患者输送，所需抽吸效应主要通过通常作为一次性制品提供的挤压软管的回复能力(固有弹性)来产生。由于这个事实，容积流量显著取决于泵入口(泵的抽吸侧)中的流动阻力，容器与泵/抽吸机械系统之间的高度差异和软管材料的(基本上可变)自身动力学。另一方面，相同结构和环境条件的绝对准确性基本上受软管材料例如壁厚度、内径、材料的组成/质量等的准确性所限制。因为封闭构件/闭塞点的机械移位代表所使用软管材料的实质性机械应力，所以由于软管材料的磨损、疲劳、老化和蠕变方面的效应，容积流量随着时间的推移而连续变化。
[0020]因此，存在对于一种类型的医疗通用泵的基本需要，其中如上所述的两种泵类型的应用优势组合于单一泵原理中。这意味着医疗通用泵应该在容积流量和对应于注射泵的压力概况方面展示改进可控制性，这种改进是通过容积泵的本身已知的有影响的变量的较大独立性来体现的，例如
[0021]-流体系统，尤其入口，以及出口中的流动阻力，
[0022]-一次性制品的几何形状和材料变化，
[0023]-一次性制品的自身动力学的变化，
[0024]-一次性制品的磨损、疲劳、老化和塑料蠕变方面的效应，
[0025]-流体系统，尤其在泵区段前面和后面的压力，和环境压力，
[0026]-装置温度、环境温度和流体温度。
[0027]此外，通用泵应能够输送任何所需大小的总体积而无需更换一次性制品包括泵区段-如容积泵可例如更换例如输注袋子而无需改变例如包括泵区段的输注软管。
【发明内容】
[0028]因此，本发明基于提供医用泵的目标，其中本身已知的注射泵的积极特性与本身已知容积泵(挤压泵/软管泵)的积极特性结合。
[0029]此目标通过包括如权利要求1所述的特征的通用泵的医用精确性来实现。本发明的有利配置形成附属权利要求的主题。
[0030]根据本发明的医用(抽吸/压力)泵的基本原理在于布置两个分离液压/气动系统或液压/气动回路。第一液压(或气动)系统(回路)充当提供抽吸/压力的主要能量源并且不与施用至患者的流体直接接触(这是尤其有利的，因为否则泵在使用之后或之前需要清洁和/或灭菌)。被设计成类似于注射泵系统并且形成一种内部模拟回路的此第一系统的显著之处是在泵区段“上游”(在泵区段前面)和/或“下游”(在泵区段之后)产生、测量和/或控制容积流量和压力的高精度。第二液压(或气动)系统(回路)充当抽吸和输送施用至患者的流体的辅助能量源，因而被设计成一次性流动制品(类似于容积泵原理)并且包括具有流入和流出的一次性制品。第二系统(具体来说，第二系统的一次性制品)经由/通过第一(可重复使用的)系统来致动/操作。
[0031]根据本发明，第一系统可重复使用并且优选地以一种方式直接耦接至第二系统或其一次性制品，所述方式使得第一系统的容积的变化导致相应第二系统(一次性制品)的容积的可能相同，但是至少可预测的和/或可确定的变化；举例来说，例如封闭于第一或第二系统中的气泡可基于其压缩曲线来测量、考虑和/或补偿。这是第二系统(一次性制品)基本上重现第一系统的准确性的原因。
[0032]第一系统可为耐压流体腔室(即存在于流体腔室中的负或正压在到达平衡状态之后保持基本上稳定，或者压力过程是可预测的)，其包括至少一个膜或膜状、可移动和/或可变形壁。耦接至第二系统经由膜来实现。如果第一系统的膜以基本上形状配合方式置于第二系统的膜(或膜状壁)上，它例如以变形形式将第一系统中的任何压力变化传输至第二系统并且由此传输例如第二系统的流体腔室的扩大或减小。如果第一与第二流体腔室之间的耦接以类似于压力载荷传感器的方式来构建，则是尤其有利的，即膜之间的形状配合可例如通过抽空或填充膜间隙和/或空间来实现、支持和/或改进，所述膜间隙和/或空间围绕(连接)膜并且其壁可由例如属于第一系统的壁以及属于第二系统的壁组成(并且由此仅在第二系统的一次性制品插入第一系统的可重复使用的制品中时，形成可抽空/可填充压力载荷传感器)。这意味着第一与第二系统之间的(稳固)耦接通过包括由至少一个可移动壁分隔的两个压力腔室的(耐压)流体压力腔室来实现。此耦接概念还提供例如以下基本可能性:例如可模制任何所需形状的任何弹性一次性制品(例如包含软管内部容积作为第二压力腔室的软管)，并且第一压力室(作为第一系统的一部分)的容积是可变的，例如根据注射泵原理第二压力腔室的容积经由第一系统来压缩和/或膨胀。这意味着第二系统(一次性制品)的变形可引起第二压力腔室的容积变化(增加/减小)。因此，通过第二系统来合适启动第一系统允许从容器吸入流体(通过第一压力腔室的容积的减小或第一压力腔室的移位来使第二压力腔室膨胀)或使其移位(通过第一压力腔室的容积的增加或第一压力腔室的移位来使第二压力腔室压缩)。由于此特性，根据本发明，所述方法还能够排空连接至上游侧的注射器(作为注射泵典型的流体容器)并且还能够排空例如瓶或袋(作为容积泵典型的流体容器)，这是因为由第一系统控制的抽吸特性(独立于最初提到的因素)。
[0033]更具体来说，设置问题通过医用液泵来解决，所述医用液泵包括第一内部流体系统，所述系统尤其由电动机驱动的抽吸/压力单元或容积移位单元和可用流体填充或可通过抽吸/压力单元来排空的第一流体空间组成。另外，根据本发明的泵包括第二、外部流体系统，所述系统由第二流体压力腔室组成，所述腔室经由可移动分隔壁以不漏流体的和耐压的方式和或容积动态方式耦接至第一流体压力腔室，并且随着第一流体系统的抽吸/压力单元的当前工作阶段，通过优选地第二流体系统的阀构件来交替地连接至抽吸管路和压力管路。
[0034]因此，抽吸/压力单元的致动允许改变第一流体压力腔室的填充容积，此环境相应地通过可移动分隔壁转移至第二流体压力腔室。这意味着第二流体压力腔室也对应于分隔壁的平衡移动来改变其容积，由此通过抽吸管路从供应容器吸入流体且/或将流体通过压力管路朝向患者喷出。在此发生的容积流量的调整的精确度基本上通过抽吸/压力单元来实现，与例如分隔壁的材料的可能变化性质无关。同时，以不漏流体方式将系统划分成两个部分允许将外部系统或其部分设计为一次性制品。尤其有利的是此措施允许防止第二系统的任何部件，例如其分隔壁接触到(“液压”)系统的流体。这允许基本上消除任何额外操作如例如定期用流体再充填和/或清洗，而在有这类流体接触的情况下则需要这些额外操作。此外，系统可有利地被设计成因需无菌来密封的系统，例如一次性制品系统。这允许消除额外操作如特殊杀菌或灭菌，否则则需要这些额外操作。
[0035]优选地第一流体系统包括第一压力腔室内的压力传感器和优选地第一压力腔室与抽吸/压力单元之间的容积/质量流量传感器，其用于控制抽吸/压力单元或其驱动单元，且