Инфузионный насос - RU2325927C2

Чертежи

Описание

Данное изобретение относится к насосам для вливания жидкости с одноразовым мембранным насосом и системой труб, предназначенным для введения лекарств, обезболивающих средств и жидкостей, относящихся к уходу за больным.

Мембранные насосы для вливания используются для многих целей, как, например, в качестве крайне маленьких пластиковых насосов, предназначенных для медицинского применения. Однако когда насос применяется для порционирования таких жидкостей, как лекарства, с высокой степенью точности, на рынке преобладают другие методы нагнетания. Такими насосами являются впрыскивающие и поршневые насосы, так же как и перистальтические насосы.

В отношении дозировки перемещение жидкости из емкости в инъекционную иглу должно происходить с высокой степенью точности, особенно когда это касается новых сильнодействующих лекарств. Непредусмотренная утечка через систему трубок должна быть строго ограничена, так как когда емкость с лекарством расположена над иглой, статическое давление может вызывать течь, если система не ограничивает это.

Примерами прототипов являются:

US 6261066, US 6234992, US 5533886, US 6203291, WO 0028213, US 5478211, US 4838860, US 5637093, US 4898579.

Ранее инфузионные насосы для введения жидкости пациентам были обычно насосами впрыскивающего типа, перистальтического типа, мембранного типа и поршневыми. Многие из этих насосов очень утонченные и иногда очень сложные, как например US 5482438, и очень дорогостоящи для больниц. Другие - упрощенные, как US 6203291, используют колебательное движение полупроводников, воздействующее на диафрагму на резонансной частоте, с диффузорами в качестве средств управления во входной и выходной зонах.

Другое изобретение использует полупроводники в микромембранном насосе, как например в US 626106.

US 5368570 представляет множество мембранных насосов. US 4898579 - это двухкамерный насос с поршнем и цилиндром, который использует одноразовую кассету и может выполнять почти непрерывную подачу жидкости двумя цилиндрами. Однако кассета со своим устройством обратных клапанов немного усложнена и количество материала в кассете значительно. При заполнении насоса в исходном положении деаэрация, очевидно, становится проблемой.

Документ US 4846636 описывает поршень насоса с усложненной конструкцией, где очень трудно деаэрировать накачиваемую жидкость регулируемым способом. Конструкция этого насоса требует наличия датчика для обнаружения воздуха в жидкости. Кроме того, обратный клапан этого насоса встроен в корпус поршневого насоса.

В документе WO 99/21596 представлен инфузионный насос с обратным клапаном, встроенным в корпус насоса, в соответствии с чем в этом изобретении возможность наблюдать воздух в насосной системе также незначительна. У этого насоса больше мертвое пространство, что означает, что значительное количество жидкости блокируется в насосе, когда процесс накачки закончен. Принцип устройства такого инфузионного насоса основан на том, что в накачивающем механизме используется полумембрана и полупоршень.

Тщательный контроль за количеством накачиваемой жидкости посредством использования различных длин хода поршня невозможен ни в одной из конструкций, описанных в US 4846636 из WO 99/21596.

Ни один из вышеуказанных насосов не может сочетать в себе возможность одноразового использования с высокой точностью дозировки, надежностью против утечки, экономией материала и несложной идеей, как в нашем изобретении.

Таким образом, техническим результатом заявляемого изобретения является создание инфузионного насоса, сочетающего в себе возможность одноразового использования с устранением непредсказуемой утечки жидкости за счет предотвращения возникновения упругого эффекта в комплекте для введения жидкости, например, при внезапной остановке насоса.

Возникновение упругого эффекта в комплекте для введения жидкости может возникать как при внезапной остановке насоса, так и при механическом воздействии на эластичные трубки или другие связанные с ними элементы комплекта для введения жидкости.

Заявленный технический результат достигается тем, что инфузионный насос, содержащий электрический блок управления, комплект для введения жидкости и приспособление для иглы, содержит также одноразовый мембранный насос, включающий корпус с мембраной, имеющей возможность механического перемещения вперед и назад посредством перемещения поршня, закрепленного в пазах, расположенных на выступе, расположенном в центре мембраны, корпус с мембраной имеет входное и выходное отверстия, причем входное отверстие корпуса с мембраной соединено с входной эластичной трубкой, на конце которой установлен входной обратный клапан, расположенный около источника жидкости, а выходное отверстие корпуса с мембраной соединено с выходной эластичной трубкой, на конце которой установлен выходной обратный клапан, расположенный около приспособления для иглы.

Кроме того, в заявляемом инфузионном насосе входной обратный клапан имеет конус с зубчатым профилем с канавками глубиной от 0,1 мм до 0,5 мм в верхней части.

Кроме того, в заявляемом инфузионном насосе конус изготовлен с возможностью держаться на поверхности жидкости.

Кроме того, в заявляемом инфузионном насосе входной обратный клапан снабжен прозрачным корпусом с цветным конусом тарелки клапана.

Кроме того, в заявляемом инфузионном насосе конус входного обратного клапана имеет выступы для обеспечения возможности его движения в прозрачном корпусе, причем конус обладает плотностью, которая ниже плотности нагнетаемой жидкости.

Кроме того, в заявляемом инфузионном насосе входные и выходные эластичные трубки имеют внутренний диаметр от 0,4 мм до 2 мм.

Кроме того, в заявляемом инфузионном насосе электрический блок управления включает электрический мотор, редуктор, винт подачи и поршень для управления скоростью потока с возможностью его движения вперед и назад, а поршень снабжен хомутом и закреплен в пазах выступов мембраны.

Кроме того, в заявляемом инфузионном насосе электрический мотор с редуктором соединен с винтом подачи и нарезной гайкой в соединении с поршнем, поршень снабжен шлицами, подогнанными к соответствующему выступу в торцевом контактном гнезде короба, и примыкает к выступу мембраны.

Кроме того, в заявляемом инфузионном насосе электрический мотор снабжен устройством, регистрирующим обороты электрического мотора, а короб снабжен дисплеем и клавишами для управления ходом винта подачи.

Кроме того, в заявляемом инфузионном насосе дополнительно содержит цепь управления с возможностью контролирования нагнетаемого потока, определения отклонения величины потока от заданной, остановки нагнетания и подачи информационного сигнала на дисплей.

Кроме того, в заявляемом инфузионном насосе цепь управления выполнена с возможностью программирования в отношении дозировки и времени работы насоса.

Кроме того, в заявляемом инфузионном насосе короб снабжен устройством считывания штрихового кода.

Кроме того, в заявляемом инфузионном насосе короб снабжен заряжаемой батареей.

Данное изобретение представляет инфузионный насос, состоящий из двух основных частей: компьютера с его корпусом и комплекта для введения жидкости. Этот инфузионный насос работает четко, с единообразными движениями мембраны, повторяющимися в порядке, определенном длиной хода поршня. Вращающийся электрический мотор с приводом расположен в корпусе, и выходной вал двигает винт, связанный со штоком резьбового поршня, и на другом конце соединен с выступом мембраны. На торцевой поверхности кожуха корпуса мембранный насос защелкивается в приспособление, состоящее из направляющей и буртика корпуса насоса, который легко защелкивается, когда корпус насоса находится в правильном положении. Электрический мотор имеет постоянный электромагнит и датчик, который регистрирует каждый оборот мотора и передает сигналы компьютеру, который регистрирует каждый сигнал в переднем и соответственно заднем положении приводного электродвигателя, считая, таким образом, каждый оборот, и регистрирует точное положение винта на штоке поршня.

С помощью высокооборотного электрического мотора, связанного с приводом, продвижение винта подачи осуществляется с очень высокой степенью точности вне зависимости от случайного износа. Соответственно мембрана двигается с безошибочной точностью в соответствии с заданными оборотам вращающегося электрического мотора, и дозировка может контролироваться с каждым перемещением штока поршня.

В устройстве, состоящем из трубок и насоса, может возникнуть упругий эффект, например, когда насос внезапно выключается (что происходит, когда активизируется изменение полярности для преднамеренного реверсирования штока поршня). Когда в системе пропадает давление, возникает упругий эффект; объем системы уменьшается. Для того чтобы предотвратить непредусмотренную сквозную течь в системе из-за такого упругого эффекта, на каждом конце трубок установлен обратный клапан; впускной обратный клапан - около емкости с жидкостью и выпускной обратный клапан - около иглы.

Визуальный контроль над функционированием насоса осуществляется через прозрачный корпус впускного обратного клапана с цветным конусом, который показывает работу насоса и видим на расстоянии нескольких метров, по крайней мере.

Движение насоса вперед и назад осуществляется электрическим мотором, связанным с винтом подачи. Выполняя оптимальный шаг резьбы, достигается очень точная подача; например, в случае обратной подачи посредством реверсирования электрического мотора изменением полярности очень важно, что движение находится под строгим контролем и не является очень быстрым, тогда как иначе могло бы происходить выделение газа из жидкости (кавитация). Процессор используется для управления вращательным электроприводом. Этот процессор содержит управляющую импульсную схему, которая изменяет направление движения вращательного электропривода путем изменения полярности. Процессор регистрирует рабочую скорость, контролирует необходимые обороты и момент, когда достигается точный интервал подачи поршня. Таким образом, движение поршня, а также количество нагнетаемой жидкости контролируется с высокой степенью точности в обоих направлениях.

Процессор содержит короб с набором клавиш и дисплеем, предназначенным для регулирования дозировки и наблюдения за различными функциями в целях безопасности. Короб также содержит перезаряжаемые батареи. Пациент, нуждающийся во вливании жидкости, лекарственных препаратов или болеутоляющих средств, может носить целую насосную установку без труда и свободно передвигаться без необходимости передвигать стойку, используемую для капельницы. Наш насос не нуждается в статическом давлении, создаваемом высотой, на которой крепится емкость с жидкостью на стойке. Насос генерирует давление нагнетанием. Таким образом, емкость с жидкостью может быть расположена там, где это удобно.

Вместо того, чтобы считать капли в капельнице и пережимать трубки, на дисплее просто указывается надлежащая дозировка с помощью клавиш. Если вы хотите наблюдать за работой насоса, вы смотрите на прозрачный корпус обратного клапана около емкости с жидкостью и на пульсирующий вышеупомянутый конус. В более усовершенствованной модели можно указать дозировку с помощью штрих-кода и устройства считывания штрихового кода.

Когда вызывается машина скорой помощи, как при несчасном случае или для транспортировки пациентов, наше устройство является даже более удобным, потому что оно не нуждается в стойке. Это устройство также может быть расположено на боку пациента в постели.

Инфузионный насос должен быть надежен и, если происходит отклонение от нормальной работы, должен останавливаться, например, если жидкость встречает более высокое или более низкое сопротивление, и насос, таким образом, закупоривается или сталкивается с очень низким давлением, например, когда в систему попадает воздух. Такие обстоятельства должны легко определяться, и если происходит недозволенное отклонение, насос должен остановиться. Если происходят такие отклонения, колебания тока электрического мотора наблюдаются электрическим блоком управления и, так как привод электрического мотора приводится в движение импульсно, зависимость между пульсацией, током и оборотами запрограммирована в электрическом блоке управления, который сигнализирует и останавливает электрический мотор. На дисплее отображается, какой вид отклонения произошел. Нет необходимости использовать датчик давления для наблюдения за корректной работой инфузионного насоса.

Если газы или воздух присутствуют в эластичных трубках или в других зонах насоса, входной обратный клапан деаэрирует систему и вытесняет воздух назад в емкость для жидкости. В предпочтительном исполнении конус обратного клапана пустой и плавает на поверхности жидкости, посредством чего воздух выдавливается обратно через седло клапана. Оставшийся воздух просачивается в емкость для жидкости через щель на конусе, которая достаточно широка для прохождения воздуха, но слишком узка для прохождения жидкости. Система деаэрирована. Когда присутствует большее количество воздуха, как например, в случае со стеклянной емкостью, в корпусе входного обратного клапана предусмотрено выпускное отверстие с воздушным фильтром.

Точность дозировки мембранного насоса неограничена благодаря малым размерам и чрезвычайно высока по сравнению с, например, перистальтическим насосом, который наиболее часто используется в амбулаторных насосах.

Корпус насоса и элементы комплекта для вливания жидкости в предпочтительном исполнении выполнены из термопластика, сертифицированного для медикаментов, и изготавливаются с точностью в большом количестве экземпляров.

Комплект для вливания жидкости вместе с емкостью для жидкости (лекарства) являются одноразовыми, так же как и в существующих капельницах. Когда жидкость выливается, комплект для вливания жидкости убирается, и когда вводится следующая порция, используется новый комплект. Контейнер для жидкости обычно разборный, но также используется неэластичный контейнер, такой как стеклянный, соединяемый с комплектом для вливания таким же способом, как и с капельницей.

Можно вводить в пациента все виды жидкостей, часто внутривенно или подкожно, но также и в отверстия тела, на тело, кожу или слизизистые оболочки. С использованием системы штрих-кода можно программировать электрический блок управления так, чтобы вводить нужный вид и нужное количество медикамента. У заявляемого инфузионного насоса широкое применение: введение лекарств, болеутоляющих средств, питательных растворов или жидкостей.

Изобретение имеет много других применений, отличных от введения медикаментов. Этот насос может использоваться в качестве распределителя химических технических жидкостей и паст при надлежащих размерах и таком же дизайне. Применяется тот же самый материал, литой пластик, который может использоваться повторно.

Краткое описание чертежей.

Фиг.1 - вид сбоку в разрезе варианта конструкции, включающей в себя наконечник для емкости с жидкостью, входной обратный клапан, входную эластичную трубку, мембранный насос с корпусом, винт подачи с электрическим мотором, выходную трубку с приспособлением для иглы и иглу.

Фиг.2 - выходной обратный клапан, приспособление для иглы и игла.

Фиг.3 - корпус насоса с мембраной, входной и выходной обратные клапаны.

Фиг.4 - конструкция короба и комплекта для введения жидкости.

Описание предпочтительного варианта.

Типичный вариант конструкции мемранного насоса настоящего изобретения показывается, как правило, как корпус насоса 2 на фиг.1 с мембраной 1, соединенной с входной эластичной трубкой 18 и выходной эластичной трубкой 6, соединенной с выходным отверстием насоса 5, входной обратный клапан 14, выходной обратный клапан 16 и приспособление для иглы 8. Емкость с жидкостью прокалывается запрессованным наконечником 15, который соединен с корпусом входного обратного клапана 14 и с конусом 12, который плавает на поверхности жидкости и может двигаться в продольном направлении в корпусе входного обратного клапана 14. Воздушный фильтр 38 соединен с входной эластичной трубкой 18. Короб 19 изображен схематически и состоит из электрического мотора 36 с редуктором 35 и винтом подачи 11, который, вращаясь, двигает резьбовой поршень 13, который вжимает мембрану 1 внутрь и позволяет ей свободно возвращаться в исходное положение, поскольку мембранный насос наполнен жидкостью. На свободном конце 9 поршня 13 имеются шлицы 21, которые подогнаны к соответствующему выступу в торцевом контактном гнезде 20 короба 19 и предотвращают вращение поршня, когда винт подачи вращается.

Обратный клапан с корпусом 16 на фиг.2 с перфорированным диском 32 с острием 31 в центре, на котором закреплена мембрана 33 выходного обратного клапана 16. Варьируя толщину мембраны 33 и предварительный натяг, можно регулировать давление, при котором мембрана 33 выходного обратного клапана 16 откроется, что важно для того, чтобы не возникала течь при возникновении высокого статического давления из-за высокого расположения емкости с жидкостью.

На фиг.3 показаны детали корпуса насоса 2 со сварным соединением 4 мембраны 1 к части 3 корпуса насоса 2. Выходная эластичная трубка 6 приварена к выходному отверстию 5 корпуса насоса 2. Кольцевые фланцы 7 предназначены для увеличения прочности разъемных соединений с коробом 19.

На фиг.4 показан инфузионный насос с коробом 19 и комплектом для введения жидкости 40. Короб 19 состоит из дисплея 26, клавиш 24, быстрым соединением 22 с корпусом насоса 2, держателя 25 для емкости с жидкостью 27, показанной здесь как разборный контейнер. Комплект для введения жидкости 40 имеет крепление 29, предназначенное для соединения и закрепления в зажиме 22, в верхней части - запрессованного наконечника 15, конуса 12 входного обратного клапана 14, входной эластичной трубки 18, корпуса насоса 2 и выходной эластичной трубки 6 вплоть до выходного обратного клапана 16 и инъекционной иглы 8.

Реферат

Изобретение относится к медицинским насосам для введения лекарственных средств. Инфузионный насос содержит электрический блок управления, комплект для введения жидкости и приспособление для иглы. Новым является то, что инфузионный насос содержит одноразовый мембранный насос, включающий корпус с мембраной, имеющей возможность механического перемещения вперед и назад посредством перемещения поршня, закрепленного в пазах, расположенных на выступе, расположенном в центре мембраны, корпус с мембраной имеет входное и выходное отверстия, причем входное отверстие корпуса с мембраной соединено с входной эластичной трубкой, на конце которой установлен входной обратный клапан, расположенный около источника жидкости, а выходное отверстие корпуса с мембраной соединено с выходной эластичной трубкой, на конце которой установлен выходной обратный клапан, расположенный около приспособления для иглы. Изобретение обеспечивает возможность одноразового использования, устранение непредсказуемой утечки жидкости за счет предотвращения возникновения упругого эффекта в комплекте для введения жидкости, например при внезапной остановке насоса или механического воздействия на эластичные трубки или другие связанные с ними элементы комплекта для введения жидкости. 12 з.п. ф-лы, 4 ил.

Формула